(57)【要約】【課題】レーザダイオード制御装置の故障の検出を確実に行うこと。【解決手段】レーザダイオードを駆動する駆動手段（レーザダイオード駆動部２０）と、駆動手段によってレーザダイオードに駆動電流を供給する動作状態と、駆動電流の供給を停止する停止状態とを切り換える切り換え手段（レーザ操作監視部１０）と、レーザダイオードの状態を検出する検出手段（電流モニタ部３０）と、レーザダイオードが動作状態である場合には、検出手段の検出結果と第１判定閾値とを比較して異常の有無を判定し、レーザダイオードが停止状態である場合には、検出手段の検出結果と第１判定閾値とは異なる第２判定閾値とを比較して異常の有無を判定する判定手段（アラーム判定部１４）と、を有する。【選択図】図１
2011198971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードを制御するレーザダイオード制御装置において、
前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段によって前記レーザダイオードに駆動電流を供給する動作状態と、前記駆動電流の供給を停止する停止状態とを切り換える切り換え手段と、
前記レーザダイオードの状態を検出する検出手段と、
前記レーザダイオードが前記動作状態である場合には、前記検出手段の検出結果と第１判定閾値とを比較して異常の有無を判定し、前記レーザダイオードが前記停止状態である場合には、前記検出手段の検出結果と前記第１判定閾値とは異なる第２判定閾値とを比較して異常の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とするレーザダイオード制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は前記レーザダイオードの前記駆動電流を検出し、
前記第１判定閾値は前記レーザダイオードの前記動作状態における駆動電流よりも大きい所定の値であり、前記第２判定閾値は前記第１判定閾値よりも小さく、かつ、０または０に近い所定の値である、
ことを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項３】
前記切り換え手段は、自己の状態を示す状態情報を出力し、
前記判定手段は、前記切り換え手段の前記状態情報が正常でない場合には、異常が発生したと判定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記状態情報に基づいて異常が発生したと判定した場合には、前記切り換え手段の動作を停止状態にて停止させることを特徴とする請求項３に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は前記レーザダイオードの前記駆動電流を検出し、
前記判定手段は、前記動作状態における前記駆動電流の設定値と、前記検出手段によって検出された実際の駆動電流値とを比較し、これらが所定の値以上異なる場合には異常と判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項６】
前記検出手段は前記レーザダイオードの出力光強度を検出し、
前記第１判定閾値は前記レーザダイオードの前記動作状態における出力光強度よりも大きい所定の値であり、前記第２判定閾値は前記第１判定閾値よりも小さく、かつ、０または０に近い所定の値である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項７】
前記レーザダイオードを冷却する冷却手段を有し、
前記検出手段は前記レーザダイオード自身またはその周辺の温度を検出し、
前記判定手段は、前記冷却手段による制御目標温度よりも高い第１判定閾値と、環境温度によって定まる第２判定閾値とを有し、前記冷却手段が動作状態である場合には前記第１判定閾値と前記検出手段によって検出された温度を比較し、停止状態である場合には前記第２判定閾値と前記検出手段によって検出された温度を比較し、これらの大小関係に基づいて異常の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記動作状態または前記停止状態のそれぞれにおける、前記検出手段による検出結果の大小関係に基づいて、前記第１判定閾値または前記第２判定閾値を選択することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレーザダイオード制御装置。
【請求項９】
レーザダイオードを制御するレーザダイオードの制御方法において、
前記レーザダイオードに駆動電流を供給する動作状態と、前記駆動電流の供給を停止する停止状態とを切り換える切り換えステップと、
前記レーザダイオードの状態を検出する検出ステップと、
前記レーザダイオードが前記動作状態である場合には、前記検出ステップの検出結果と第１判定閾値とを比較して異常の有無を判定し、前記レーザダイオードが前記停止状態である場合には、前記検出ステップの検出結果と前記第１判定閾値とは異なる第２判定閾値とを比較して異常の有無を判定する判定ステップと、
を有することを特徴とするレーザダイオードの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオード制御装置およびレーザダイオードの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ファイバ増幅器やファイバレーザ等は、光の出力レベルを調節するために、励起用レーザダイオードの駆動電流を制御するレーザダイオード制御装置を備えている。図１０に示すように、レーザダイオード制御装置１００内には、レーザダイオード１１０に所望の電流を流すためのレーザダイオード駆動部１０１と、レーザダイオード１１０に流れる電流をモニタするための電流モニタ部１０２と、レーザダイオード１１０に流れる電流を監視するアラーム判定部１０３を内蔵している。アラーム判定部１０３は、図１１に示すように、電流モニタ部１０２から取得した現在の電流モニタ値と、予め設定してある電流閾値とを比較して、電流モニタ値が電流閾値を超えている場合（図１１の左側の場合）は異常と判断し、外部にアラームを発出する。なお、特許文献１には、図１０と同様の構成を有するとともに、動作不良を未然に防ぐために、監視部を定期的に試験し、レーザダイオードへの過剰な駆動電流の印加を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２２７０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図１２に示すように、レーザダイオード駆動部１０１が故障している場合において、レーザダイオード１１０がオフの状態で出力される電流値が電流閾値を超えているとき（図１２の左側）にはアラームが発出されるが、電流値が電流閾値を超えていないとき（図１２の右側）にはアラームが発出されない。レーザダイオード１１０がオフの状態では電流値は“０”でなければならないから明らかに故障であるが、このような故障はアラーム発出の対象とはならないという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、故障を確実に検出することが可能なレーザダイオード制御装置およびレーザダイオード制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオードを制御するレーザダイオード制御装置において、前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって前記レーザダイオードに駆動電流を供給する動作状態と、前記駆動電流の供給を停止する停止状態とを切り換える切り換え手段と、前記レーザダイオードの状態を検出する検出手段と、前記レーザダイオードが前記動作状態である場合には、前記検出手段の検出結果と第１判定閾値とを比較して異常の有無を判定し、前記レーザダイオードが前記停止状態である場合には、前記検出手段の検出結果と前記第１判定閾値とは異なる第２判定閾値とを比較して異常の有無を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、故障を確実に検出することが可能となる。
【０００７】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出手段は前記レーザダイオードの前記駆動電流を検出し、前記第１判定閾値は前記レーザダイオードの前記動作状態における駆動電流よりも大きい所定の値であり、前記第２判定閾値は前記第１判定閾値よりも小さく、かつ、０または０に近い所定の値である、ことを特徴とする。
このような構成によれば、レーザダイオードの状態に応じた適切な判定閾値によって異常の有無が判断されるので故障を確実に検出することが可能になる。
【０００８】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記切り換え手段は、自己の状態を示す状態情報を出力し、前記判定手段は、前記切り換え手段の前記状態情報が正常でない場合には、異常が発生したと判定することを特徴とする。
このような構成によれば、切り換え手段の故障も検出することが可能になる。
【０００９】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記判定手段は、前記状態情報に基づいて異常が発生したと判定した場合には、前記切り換え手段の動作を停止状態で停止させることを特徴とする。
このような構成によれば、異常が発生した場合には切り換え手段が停止状態で停止されるので、レーザダイオードに負荷がかかることを防止することができる。
【００１０】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出手段は前記レーザダイオードの前記駆動電流値を検出し、前記判定手段は、前記動作状態における前記駆動電流の設定値と、前記検出手段によって検出された実際の駆動電流値とを比較し、これらが所定の値以上異なる場合には異常と判定することを特徴とする。
このような構成によれば、設定値と検出値を比較することにより、制御が適切に実行されているか否かを判定し、適切でない場合には異常が発生していると判定することができる。
【００１１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出手段は前記レーザダイオードの出力光強度を検出し、前記第１判定閾値は前記レーザダイオードの前記動作状態における出力光強度よりも大きい所定の値であり、前記第２判定閾値は前記第１判定閾値よりも小さく、かつ、０または０に近い所定の値であることを特徴とする。
このような構成によれば、光強度に基づいて異常の有無を判断するので、レーザダイオードに過負荷がかかっていないか知ることができるとともに、オフ状態において光出力がなされていることを検出することで、駆動手段の故障を検出することができる。
【００１２】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記レーザダイオードを冷却する冷却手段を有し、前記検出手段は前記レーザダイオード自身またはその周辺の温度を検出し、前記判定手段は、前記冷却手段による制御目標温度よりも高い第１判定閾値と、環境温度によって定まる第２判定閾値とを有し、前記冷却手段が動作状態である場合には前記第１判定閾値と前記検出手段によって検出された温度を比較し、停止状態である場合には前記第２判定閾値と前記検出手段によって検出された温度を比較し、これらの大小関係に基づいて異常の有無を判定することを特徴とする。
このような構成によれば、レーザダイオード自身またはその周辺の温度によって異常の有無を判断できることから、例えば、冷却不良による異常の発生を確実に検出することができる。
【００１３】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記判定手段は、前記検出手段による検出結果の大小関係に基づいて、前記第１判定閾値または前記第２判定閾値を選択することを特徴とする。
このような構成によれば、検出手段による検出結果の大小関係に基づいて判定閾値を選択するので、切り換え手段の切り換え動作と、検出手段の検出結果との間に、例えば、ディレイ等が存在する場合であっても異常を確実に検出することができる。
【００１４】
また、本発明は、レーザダイオードを制御するレーザダイオードの制御方法において、前記レーザダイオードに駆動電流を供給する動作状態と、前記駆動電流の供給を停止する停止状態とを切り換える切り換えステップと、前記レーザダイオードの状態を検出する検出ステップと、前記レーザダイオードが前記動作状態である場合には、前記検出ステップの検出結果と第１判定閾値とを比較して異常の有無を判定し、前記レーザダイオードが前記停止状態である場合には、前記検出ステップの検出結果と前記第１判定閾値とは異なる第２判定閾値とを比較して異常の有無を判定する判定ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、故障を確実に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、故障を確実に検出することが可能なレーザダイオード制御装置およびレーザダイオード制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示すレーザダイオード制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示すレーザダイオード制御装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係るレーザダイオード制御装置の構成例を示す図である。
【図９】図８に示すレーザダイオード制御装置の動作を説明するための図である。
【図１０】従来のレーザダイオード制御装置の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す従来のレーザダイオード制御装置の動作を説明するための図である。
【図１２】図１０に示す従来のレーザダイオード制御装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
（Ａ）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ダイオード制御装置の構成例を示す図である。この図１に示すように、第１実施形態に係るレーザダイオード制御装置１は、レーザ操作監視部１０、レーザダイオード駆動部２０（請求項中「駆動手段」の一部に対応）、および、電流モニタ部３０（請求項中「検出手段」に対応）を主要な構成要素としており、レーザダイオード１１０に駆動電流を供給してこれを制御する。レーザ操作監視部１０は、電流指示部１１、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２（請求項中「切り換え手段」の一部に対応）、閾値変更部１３（請求項中「判定手段」の一部に対応）、および、アラーム判定部１４（請求項中「判定手段」の一部に対応）を主要な構成要素としており、レーザダイオード１１０に供給する駆動電流を制御するとともに、異常の発生を監視する。
【００１９】
ここで、電流指示部１１は、レーザダイオード１１０から出力しようとするレーザ光の光強度に応じて、レーザダイオード１１０に供給する駆動電流の値を電流指示値として指示する。ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２は、レーザダイオード１１０への駆動電流の供給の有無（オンまたはオフ）をＯＮ／ＯＦＦ信号として供給する。また、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２は、同信号を閾値変更部１３にも供給している。閾値変更部１３は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、アラーム判定部１４に対して、後述する２つの判定閾値のいずれかを選択して出力する。アラーム判定部１４は、電流モニタ部３０によって検出されたレーザダイオード１１０の駆動電流値（電流モニタ値）と、閾値変更部１３から供給される判定閾値とを比較し、比較結果に基づいてアラームを発出する。
【００２０】
レーザダイオード駆動部２０は、電流指示部１１から供給される電流指示値に対応する駆動電流を、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号に対応して、レーザダイオード１１０に断続的に供給する。レーザダイオード１１０は、レーザダイオード駆動部２０から供給される駆動電流に基づいてレーザ光を出射する。電流モニタ部３０は、レーザダイオード駆動部２０からレーザダイオード１１０に供給される駆動電流を検出してアラーム判定部１４に電流モニタ値として供給する。
【００２１】
つぎに、第１実施形態の動作を説明する。図２は、図１に示す第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理が開始されると以下のステップが実行される。
【００２２】
ステップＳ１０では、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮの状態を指示しているか否かが判定され、ＯＮの状態が指示されている場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）にはステップＳ１１に進み、それ以外の場合（ステップＳ１０；ＮＯ）にはステップＳ１３に進む。具体的には、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２は、例えば、所定の周期でＯＮまたはＯＦＦの指示を出力しているので、ＯＮが出力されている場合にはステップＳ１１に進み、それ以外の場合にはステップＳ１３に進む。
【００２３】
ステップＳ１１では、レーザダイオード駆動部２０は、レーザダイオード１１０を駆動する。具体的には、レーザダイオード駆動部２０は、電流指示部１１から供給される電流指示値に対応する駆動電流をレーザダイオード１１０に供給する。この結果、レーザダイオード１１０はレーザ光を出射し、動作状態となる。
【００２４】
ステップＳ１２では、閾値変更部１３は、第１判定閾値を判定閾値として変数Ｔｈに代入する。ここで、第１判定閾値は、レーザダイオード１１０が動作している状態で通常流れる駆動電流（図３の左側の棒グラフ参照）よりも大きい値とされ（図３の「第１判定閾値」参照）、動作状態時において、第１判定閾値を超える駆動電流が流れる場合にはレーザダイオード駆動部２０が故障していると判断できる。
【００２５】
ステップＳ１３では、レーザダイオード駆動部２０は、レーザダイオード１１０の駆動を停止する。具体的には、レーザダイオード駆動部２０は、電流指示部１１から供給される電流指示値の如何によらず、レーザダイオード１１０に供給する電流を停止する。この結果、レーザダイオード１１０はレーザ光の出射を停止し、停止状態となる。
【００２６】
ステップＳ１４では、閾値変更部１３は、第２判定閾値を判定閾値として変数Ｔｈに代入する。ここで、第２判定閾値は、レーザダイオード１１０が停止している状態で流れる駆動電流（図３の右側の棒グラフ参照）よりも多少大きな値または０とされ（図３の「第２判定閾値」参照）、停止状態時において、第２判定閾値を超える駆動電流が流れる場合にはレーザダイオード駆動部２０が故障していると判断できる。
【００２７】
ステップＳ１５では、電流モニタ部３０によって検出された電流モニタ値が取得され、変数Ｉｍに代入される。具体的には、電流モニタ部３０は、レーザダイオード駆動部２０からレーザダイオード１１０に供給されている駆動電流を検出し、アラーム判定部１４に電流モニタ値として供給する。アラーム判定部１４は、電流モニタ部３０から供給された電流モニタ値を変数Ｉｍに代入する。
【００２８】
ステップＳ１６では、アラーム判定部１４は、電流モニタ部３０から供給された電流モニタ値Ｉｍが、ステップＳ１２またはステップＳ１４で設定された判定閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）には異常がないとしてステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には異常が発生したと判定してステップＳ１７に進む。具体的には、図３に示すように、レーザダイオード１１０がオンの状態（動作状態）である場合には第１判定閾値（Ｔｈ）と電流モニタ値（Ｉｍ）とが比較され、電流モニタ値＜第１判定閾値である場合には異常なしと判定してステップＳ１０に戻り、それ以外の場合には異常が発生したとしてステップＳ１７に進む。一方、レーザダイオード１１０がオフの状態（停止状態）である場合には第２判定閾値と電流モニタ値とが比較され、電流モニタ値＜第２判定閾値である場合には異常なしと判定してステップＳ１０に戻り、それ以外の場合には異常が発生したとしてステップＳ１７に進む。
【００２９】
ステップＳ１７では、アラーム判定部１４は、異常が発生したとしてアラームを外部に対して発出し、処理を終了する。なお、異常の発生の原因を明確にするために、第１または第２判定閾値のいずれとの関係において異常が発生したのかを通知するようにしてもよい。
【００３０】
以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、レーザダイオード１１０の駆動状態と停止状態に応じて第１判定閾値および第２判定閾値を選択し、電流モニタ値と比較して異常の有無を判断するようにしたので、レーザダイオード駆動部２０の故障によって動作状態においてレーザダイオード１１０に対して大きな駆動電流が流れている場合のみならず、同じく、レーザダイオード駆動部２０の故障によって停止状態においてレーザダイオード１１０に対して不要な電流が流れている場合についても異常と判断することが可能になる。これにより、レーザダイオード駆動部２０の故障をより正確に判定することが可能になる。また、故障を正確に検出することにより、レーザダイオード１１０に係る負担を軽減することができる。第２判定閾値としては、前述したように、０または０に近い所定の値（停止状態において流れる駆動電流（漏れ電流等）よりも多少大きい値）を使用することができる。
【００３１】
（Ｂ）第２実施形態
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態のレーザダイオード制御装置１Ａの構成例を示すブロック図である。なお、図４において図１と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図４では、図１と比較して、レーザ操作監視部１０がレーザ操作監視部１０Ａに置換されている。それ以外の構成は図１の場合と同様である。レーザ操作監視部１０Ａでは、閾値変更部１３が除外されており、また、アラーム判定部１４がアラーム判定部１４Ａ（請求項中「判定手段」の一部に対応）に置換されている。ここで、アラーム判定部１４Ａは、２つの機能を有する。１つ目として、アラーム判定部１４Ａは、電流モニタ部３０から供給される電流モニタ値と、判定閾値（図３の第１判定閾値に対応する）とを比較し、電流モニタ値が判定閾値よりも大きい場合には異常が発生したと判定してアラームを発出する。２つ目として、アラーム判定部１４Ａは、電流モニタ部３０から供給される電流モニタ値と、電流指示部１１から供給される電流指示値とを比較し、これらが所定の値以上乖離している場合には異常が発生していると判定してアラームを発出する。
【００３２】
つぎに、第２実施形態の動作について説明する。
まず、電流指示部１１は、レーザダイオード１１０から出力しようとするレーザ光の光強度に応じた電流指示値をレーザダイオード駆動部２０に対して供給する。レーザダイオード駆動部２０は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号と、電流指示部１１から供給される電流指示値に基づいて、レーザダイオード１１０を駆動する。具体的には、ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮの場合には、電流指示部１１から供給される電流指示値に対応する駆動電流をレーザダイオード１１０に供給する。また、ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦの場合には、電流指示部１１から供給される電流指示値の如何によらず、駆動電流をレーザダイオード１１０に供給しない。
【００３３】
アラーム判定部１４Ａは、電流モニタ部３０から供給される電流モニタ値と判定閾値とを比較し、電流モニタ値＜判定閾値である場合には正常であると判定し、それ以外の場合には異常が発生していると判定してアラームを発出する。また、アラーム判定部１４Ａは、電流指示部１１から供給される電流指示値と、電流モニタ部３０から供給される電流モニタ値とを比較し、これらが所定の値以上乖離している場合（例えば、電流モニタ値が電流指示値から±３０％以上乖離している場合）には異常が発生していると判定してアラームを発出する。なお、「±３０％」は一例であって、これ以外の値であってもよいことは言うまでもない。
【００３４】
以上に説明したように、本発明の第２実施形態では、電流指示値と電流モニタ値とを比較して、これらが所定の値以上乖離している場合には、異常が発生しているとしてアラームを発出するようにしたので、例えば、レーザダイオード駆動部２０が電流指示値通りの出力をしていない場合を検出してアラームを発出することができる。これにより、電流指示値と電流モニタ値の乖離を防止することで、適正でない強度のレーザ光が出射されたり、不適正な出力によってレーザダイオード１１０が劣化したりすることを防止できる。
【００３５】
なお、以上に説明した第２実施形態では、従来と同様に１種類の判定閾値を用いるようにしたが、第１実施形態と同様に第１および第２判定閾値を用いて判定するようにしてもよいことはいうまでもない。また、アラームを発出する基準として、電流モニタ値が電流指示値から±３０％以上乖離している場合を例に挙げて説明したが、これ以外の値であってもよいことはいうまでもない。
【００３６】
（Ｃ）第３実施形態
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態のレーザダイオード制御装置１Ｂの構成例を示すブロック図である。なお、図５において図１と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図５では、図１と比較して、レーザダイオード１１０がレーザ装置１２０に置換され、レーザ操作監視部１０がレーザ操作監視部１０Ｂに置換され、また、光強度モニタ部４０が新たに追加されている。それ以外の構成は図１の場合と同様である。レーザ装置１２０は、レーザダイオード１２１およびフォトダイオード１２２（請求項中「検出手段」に対応）を主要な構成要素としている。レーザダイオード１２１は、レーザダイオード駆動部２０から供給される駆動電流によって動作する。フォトダイオード１２２は、レーザダイオード１２１から出射されるレーザ光の一部を、例えば、スプリッタによって分岐し、分岐された光を光電変換によって対応する電気信号に変換して光強度モニタ部４０に出力する。光強度モニタ部４０は、フォトダイオード１２２から出力される電気信号をモニタし、光強度モニタ値として閾値変更部１３Ｂ（請求項中「判定手段」の一部に対応）に供給する。
【００３７】
レーザ操作監視部１０Ｂでは、図１と比較して、閾値変更部１３が閾値変更部１３Ｂに置換されている。閾値変更部１３Ｂは、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からのＯＮ／ＯＦＦ信号ではなく、光強度モニタ部４０から供給される光強度モニタ値に基づいて判定閾値を変更する。
【００３８】
つぎに、第３実施形態の動作について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と比較すると、光強度モニタ部４０から供給される光強度モニタ値に基づいて閾値変更部１３Ｂが閾値を変更する点が異なっているので、この相違点を中心にして説明する。
【００３９】
レーザダイオード駆動部２０は、電流指示部１１からの電流指示値と、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいてレーザダイオード１２１に駆動電流を供給する。レーザダイオード１２１は、レーザダイオード駆動部２０から供給される駆動電流に応じたレーザ光を出射する。フォトダイオード１２２は、レーザダイオード１２１から出射されたレーザ光の一部を対応する電気信号に変換して光強度モニタ部４０に供給する。光強度モニタ部４０は、フォトダイオード１２２から供給される電気信号に基づいて光強度モニタ値を生成して閾値変更部１３Ｂに出力する。
【００４０】
閾値変更部１３Ｂは、光強度モニタ部４０から出力された光強度モニタ値を入力し、例えば、光強度モニタ値が０もしくはそれに近い値（例えば、数ｍＷ）である場合には、レーザダイオード１２１が停止状態であると判定して第２判定閾値をアラーム判定部１４に供給し、それ以外の場合には、レーザダイオード１２１が動作状態であると判定して第１判定閾値をアラーム判定部１４に供給する。
【００４１】
アラーム判定部１４は、閾値変更部１３Ｂから供給される第１判定閾値または第２判定閾値と、電流モニタ部３０から供給される電流モニタ値とを比較し、第１実施形態と同様の判断（図２参照）に基づいて、異常の発生の有無を判定し、異常が発生している場合にはアラームを発出する。
【００４２】
以上の第３実施形態によれば、レーザダイオード１２１の出力光の強度変化に基づいて、判定閾値を変更するようにしたので、選択された判定閾値とレーザダイオード１２１の状態（動作状態または停止状態）との不一致が生じることを防止できる。具体的には、例えば、レーザダイオード駆動部２０における信号遅延等に起因して、電流モニタ値とＯＮ／ＯＦＦ信号の値とが不一致を生じている場合に判断がなされて、誤判定が下されることを防止できる。
【００４３】
また、第３実施形態によれば、電流モニタ部３０、光強度モニタ部４０、および、レーザ装置１２０等の故障についても検出することができる。すなわち、第２判定閾値が選択された場合には、光強度モニタ値が０かそれに近い値であるので（光出力が停止された状態であるので）、そのような場合において電流モニタ値が０かそれに近い値でない場合（例えば、１００ｍＡである場合）には、（１）実際には０ｍＡであるにも拘わらず電流モニタ部３０の故障によって１００ｍＡと誤認識されているか、または、（２）実際に１００ｍＡの電流がレーザダイオード１２１に流れているにも拘わらずレーザダイオード１２１、フォトダイオード１２２、または、光強度モニタ部４０等の故障によって光強度モニタ値が正常に出力されなくなっていることが考えられる。第３実施形態では、光強度モニタ値が０または０に近い値である場合には、第２判定閾値を設定するようにしたので、前述した（１）および（２）の場合であってもアラームを発出することが可能になるので、電流モニタ部３０、光強度モニタ部４０、および、レーザ装置１２０等の故障を検出することができる。
【００４４】
なお、以上の第３実施形態において、第２実施形態と同様に、電流指示部１１からの電流指示値と、電流モニタ部３０からの電流モニタ値とを比較し、これらが一定の値以上乖離している場合には、アラーム判定部１４がアラームを発出するようにしてもよい。
【００４５】
（Ｄ）第４実施形態
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。図６は、第４実施形態のレーザダイオード制御装置１Ｃの構成例を示すブロック図である。なお、この図６において、図１と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。この図６の例では、図１と比較すると、レーザ操作監視部１０が除外され、レーザ操作部１０Ｃ（請求項中「切り換え手段」に対応）とレーザ監視部５０が新たに付加されている。それ以外については、図１の場合と同様である。
【００４６】
ここで、レーザ操作部１０Ｃは、電流指示部１１およびＯＮ／ＯＦＦ指示部１２を主要な構成要素としている。なお、レーザ操作部１０Ｃは、自己の動作状態を示す状態信号を生成してレーザ監視部５０へ出力する。
【００４７】
レーザ監視部５０は、操作状態監視部５１、閾値変更部１３、および、アラーム判定部１４を主要な構成要素としている。ここで、操作状態監視部５１は、レーザ操作部１０Ｃから出力される状態信号を参照し、異常が検出された場合にはレーザ操作部１０Ｃの動作を停止させる。なお、これ以外の構成については、図１の場合と同様である。
【００４８】
つぎに、第４実施形態の動作について説明する。なお、第４実施形態では、第１実施形態と比較すると、レーザ操作部１０Ｃおよび操作状態監視部５１の動作が異なっており、それ以外は図１の場合と同様である。従って、以下では、これらの部分を中心に動作を説明する。
【００４９】
レーザ操作部１０Ｃは、自己の動作状態を示す状態信号を生成して出力する。一例としては、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から出力される信号を１ビットの状態信号として使用することができる。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２から出力されるＯＮ／ＯＦＦ指示信号を、ＯＮの場合が“１”であり、ＯＦＦの場合が“０”であり、これらが交互に繰り返される信号として使用することができる。
【００５０】
操作状態監視部５１は、レーザ操作部１０Ｃから出力される状態信号が異常であるか否かを判定し、異常である場合にはアラームを発出する。いまの例では、状態信号が変化しなくなった場合（“１”または“０”から変化しない場合）、または、状態変化が異常である場合（“１”および“０”が規則的に交互に変化しない場合）には、レーザ操作部１０Ｃが故障している可能性があるので、アラームを発出するとともに、レーザ操作部１０Ｃの動作を停止させる（リセットする）。なお、レーザ操作部１０Ｃの動作を停止した場合に、レーザダイオード駆動部２０からレーザダイオード１１０に駆動電流が供給されることは好ましくないので、レーザ操作部１０Ｃの動作が停止された場合には、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からはＯＦＦを指示する信号（例えば、信号“０”）が出力され、電流指示部１１からは電流を流さないことを示す信号（例えば、信号“０”）が出力されるようにすれば、レーザダイオード駆動部２０からレーザダイオード１１０に駆動電流が供給されることを防止できる。
【００５１】
以上に説明したように、第４実施形態では、レーザ操作部１０Ｃが自己の動作状態を示す状態信号を生成して出力し、操作状態監視部５１が状態信号の正否を判断して、正常でない場合にはレーザ操作部１０Ｃの動作を停止するようにしたので、レーザ操作部１０Ｃが異常である場合には動作を停止して、レーザダイオード１１０に負荷がかかることを防止することができる。また、レーザ操作部１０Ｃの動作を停止する場合には、レーザダイオード駆動部２０から駆動電流が出力されない状態で停止するようにしたので、レーザダイオード１１０に負荷がかかることを防止できる。
【００５２】
なお、以上の第４実施形態では、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からのＯＮ／ＯＦＦ指示信号を状態信号として使用するようにしたが、これ以外の信号を使用するようにしてもよい。具体的には、レーザ操作部１０Ｃが動作している場合には“１”が常に出力されるようにしておき、“１”以外の状態信号が検出された場合には異常と判定してもよい。あるいは、２ビット以上の信号を所定のタイミング（例えば、ＯＮ／ＯＦＦ指示信号に同期して）循環的にカウントアップまたはカウントダウンするようにしておき、カウントアップまたはカウントダウンが正常に行われなくなった場合に異常が発生したと判定するようにしてもよい。ビット数が増える程、直前の値と現在値が偶然に正しい値と一致する確率を下げることができるので、誤判定してしまう確率を下げるとともに、異常の有無の最終判断を下すまでの判定回数を減らすことができる。
【００５３】
なお、以上の第４実施形態では、閾値変更部１３の判定閾値の変更はＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からのＯＮ／ＯＦＦ指示信号に基づくようにしたが、第３実施形態のようにフォトダイオード１２２から光強度モニタ部４０を介して供給される光強度モニタ値に基づいて変更するようにしてもよい。また、第２実施形態のように電流指示部１１からの電流指示値と電流モニタ値とを比較して、これらの値が所定の値以上乖離している場合にはアラームを発出するようにしてもよい。
【００５４】
（Ｅ）第５実施形態
つぎに、本発明の第５実施形態について説明する。図７は、第５実施形態に係るレーザダイオード制御装置１Ｄの構成例を示すブロック図である。なお、この図７では、レーザ装置８０の温度制御と、異常監視に関する部分のみが記載されている。レーザダイオード１２１を駆動する回路については、例えば、図１または図５と同様の構成とされているので図示を省略している。
【００５５】
図７に示すブロック図において、レーザ装置８０は、レーザダイオード１２１、ＴＥＣ（Thermoelectric Cooler）８１（請求項中「冷却手段」に対応）、および、サーミスタ８２（請求項中「検出手段」に対応）を主要な構成要素としている。ここで、レーザダイオード１２１は、レーザダイオード駆動部２０（不図示）によって制御され、レーザ光を射出する。レーザダイオード１２１は、ＴＥＣ８１およびサーミスタ８２と共通の熱伝導性基板上に配置され、これらは相互に熱的に結合されている。ＴＥＣ８１は、例えば、ペルチェ素子によって構成され、温度制御部７０の制御に応じて熱伝導性基板を冷却する。サーミスタ８２は、レーザダイオード１２１または熱伝導性基板の温度を検出し、温度モニタ部７１に供給する。
【００５６】
レーザ操作監視部６０は、温度指示部６１、閾値変更部６２（請求項中「判定手段」の一部に対応）、アラーム判定部６３（請求項中「判定手段」の一部に対応）、および、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４を主要な構成要素としており、レーザ装置８０の温度制御を行うとともに、異常監視処理を実行する。ここで、温度指示部６１は、レーザ装置８０の制御目標温度としての温度指示値を供給する。閾値変更部６２は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４からのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて判定閾値を変更する。アラーム判定部６３は、温度モニタ部７１から供給される温度モニタ値と、閾値変更部６２から供給される判定閾値とを比較し、異常が発生した場合にはアラームを発出する。ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４は、温度制御のオンまたはオフを温度制御部７０に通知する。
【００５７】
温度制御部７０は、温度指示部６１からの温度指示値と、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４からのＯＮ／ＯＦＦ信号に応じてＴＥＣ８１を制御する。温度モニタ部７１は、サーミスタ８２から供給される電気信号に基づいて温度モニタ値を生成し、温度制御部７０およびアラーム判定部６３に供給する。
【００５８】
つぎに、第５実施形態の動作について説明する。第５実施形態のレーザダイオード１２１の駆動に関する制御は、図５に示す第３実施形態と同様であるので詳細な説明は省略し、温度制御に関する部分を中心に説明する。第５実施形態では、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４がＯＮの状態を指示している場合、温度制御部７０は、温度指示部６１から供給される温度指示値（制御目標温度）と、温度モニタ部７１から供給されるレーザ装置８０の現在温度を示す温度モニタ値とを比較し、これらが等しくなるようにＴＥＣ８１を制御する。レーザダイオード１２１は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２（不図示）から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて駆動され、駆動状態においては熱を発生するので、レーザ装置８０の温度が上昇する。サーミスタ８２は温度上昇を感知し、温度モニタ部７１を介して温度制御部７０に通知する。温度制御部７０は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号が温度制御のオンを指示している場合には、温度モニタ値と温度指示部６１から出力される温度指示値が等しくなるようにＴＥＣ８１を制御する。この結果、レーザ装置８０はレーザダイオード１２１の動作の如何によらず、目的温度になるように制御がなされる。なお、温度制御部７０は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４から供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号が温度制御のオフを指示している場合には、温度制御を実行しない。
【００５９】
閾値変更部６２は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４からの指示に基づいて、閾値をアラーム判定部６３に対して出力する。具体的には、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４がオン（温度制御の動作状態）を指示している場合には、温度指示部６１が出力する温度指示値よりも高い所定の温度（例えば、制御目標温度＋１０℃）を第１判定閾値としてアラーム判定部６３に出力する。また、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４がオフ（温度制御の停止状態）を指示している場合には、例えば、環境温度に応じて定まる値（例えば、環境温度それ自身、または、環境温度から所定の値（例えば、５℃）を加減算した値）を第２判定閾値としてアラーム判定部６３に出力する。なお、環境温度としては、例えば、平均的な動作環境において予想される動作温度を予め設定しておいたり、あるいは、動作開始時点においてサーミスタ８２から出力される温度を環境温度として設定したりするようにしてもよい。なお、具体例としては、例えば、環境温度として７０℃を設定し、制御目標温度として２５℃を設定することができる。もちろん、動作環境や季節等によってはこれらの温度がこれよりも低い温度になったり、高い温度になったりすることももちろん想定される。
【００６０】
アラーム判定部６３は、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４がオンを指示している場合には、温度モニタ値と第１判定閾値とを比較し、温度モニタ値が第１判定閾値を上回る場合（または所定の値（例えば、１０℃）以上乖離する場合）にはアラームを発出する。また、ＯＮ／ＯＦＦ指示部６４がオフを指示している場合には、温度モニタ値と第２判定閾値とを比較し、温度モニタ値が第２判定閾値から所定値（例えば、１０℃）以上乖離している場合にはアラームを発出する。
【００６１】
以上の第５実施形態によれば、レーザ装置８０の温度制御を行うようにしたので、レーザダイオード１２１の温度が高くなり過ぎることを防止できる。
【００６２】
また、第５実施形態では、アラーム判定部６３が温度異常を検出してアラームを発出するようにしたので、レーザダイオード１２１が加熱によって損傷することを防止できる。さらに、第５実施形態では、温度制御が動作状態の場合の第１閾値と、停止状態の場合の第２閾値を設けるようにした。これにより、温度制御が動作状態の場合には目標温度付近の第１判定閾値との比較により温度制御が正常か否かを判定し、温度制御が停止状態の場合には環境温度付近の第２判定閾値との比較により、例えば、温度制御の停止が指示されているにも拘わらずＴＥＣ８１が動作（温度制御が暴走）し、温度が環境温度から乖離している場合には異常であると判定することができる。
【００６３】
なお、以上の第５実施形態では、アラーム判定部６３のみを記載しているが、図１に示す第１実施形態、図４に示す第２実施形態、または、図５に示す第３実施形態と同様に電流モニタ値と判定閾値の比較に基づいてアラームを発出するようにしてもよい。また、図６に示す第４実施形態と同様に、状態情報に基づいてレーザ操作部の動作を停止するようにしてもよい。
【００６４】
（Ｆ）第６実施形態
つぎに、本発明の第６実施形態について説明する。図８は、第６実施形態に係るレーザダイオード制御装置１Ｅの構成例を示すブロック図である。なお、この図８において、図１，５に示す第１および第３実施形態と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図８では、例えば、図５と比較すると、レーザ操作監視部１０Ｂがレーザ操作監視部１０Ｅに置換されている。それ以外の構成は、図５の場合と同様である。
【００６５】
レーザ操作監視部１０Ｅは、電流指示部１１、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２、閾値変更部１３Ｅ（請求項中「判定手段」の一部に対応）、および、アラーム判定部１４Ｅ（請求項中「判定手段」の一部に対応）を主要な構成要素としている。ここで、電流指示部１１およびＯＮ／ＯＦＦ指示部１２の機能は図１，５の場合と同様である。アラーム判定部１４Ｅは、光強度モニタ部４０から供給される光強度モニタ値と、閾値変更部１３Ｅから供給される光強度に関する判定閾値とを比較し、異常が検出された場合にはアラームを発出する。具体的には、閾値変更部１３Ｅは、図９に示すように、レーザダイオード１２１がオン時に通常出力する出力光強度（図９の左側参照）よりも高い所定の光強度を第１判定閾値とし、レーザダイオード１２１がオフ時に通常出力する通常の出力光強度よりも高い所定の光強度（０ｍＷに近い所定の値（図９の右側参照））を第２判定閾値とする。アラーム判定部１４Ｅは、レーザダイオード１２１がオンの時には、光強度モニタ部４０から出力される光強度モニタ値が閾値変更部１３Ｅから供給される第１判定閾値よりも大きい場合にアラームを発出する。また、レーザダイオード１２１がオフの時には、光強度モニタ値が閾値変更部１３Ｅから供給される第２判定閾値よりも大きい場合にアラームを発出する。
【００６６】
つぎに、第６実施形態の動作について説明する。なお、第６実施形態は、第１および第３実施形態と比較すると、閾値変更部１３Ｅおよびアラーム判定部１４Ｅの動作が異なっているので、その点を中心にして説明する。
【００６７】
閾値変更部１３Ｅは、ＯＮ／ＯＦＦ指示部１２からのＯＮ／ＯＦＦ信号がオンの場合には、図９に示す第１判定閾値を選択し、オフの場合には第２判定閾値を選択して、アラーム判定部１４Ｅに供給する。アラーム判定部１４Ｅは、光強度モニタ部４０から供給される光強度モニタ値と、閾値変更部１３Ｅから供給される第１または第２判定閾値を比較し、光強度モニタ値の方が、判定閾値よりも大きい場合には異常が発生したと判定して、アラームを発出し、それ以外の場合には正常であると判定する。これにより、レーザダイオード１２１から出射されるレーザ光の強度が異常な状態になった場合（判定閾値を超えた場合）には、アラームが発出されるので、異常を確実に検出することができる。また、オン時とオフ時のそれぞれに対して判定閾値を設定するようにしたので、オン時だけでなく、オフ時においても異常の有無を検出することができる。さらに、光強度に基づいて異常の有無を判断するので、レーザダイオード１２１に過負荷がかかっていないか知ることができるとともに、オフ状態において光出力がなされていることを検出することで、レーザダイオード駆動部２０の故障を検出することができる。
【００６８】
なお、以上の第６実施形態では、オン時において通常出力される光強度よりも大きい値を第１判定閾値としたが、例えば、通常出力される光強度よりも小さい値を第１判定閾値とすることで、レーザダイオード１２１の劣化を検出することもできる。
【００６９】
また、以上の第６実施形態において、図４に示す第２実施形態と同様に、電流指示値と電流モニタ値を比較し、これらが所定の値以上乖離している場合にはアラームを発出するようにしたり、図６に示す第４実施形態と同様に、電流指示部１１およびＯＮ／ＯＦＦ指示部１２によって構成される図示せぬレーザ操作部の状態を示す状態信号に基づいて異常と判断される場合にはアラームを発出したり、図７に示す第５実施形態と同様に、温度による異常判断を併せて行うようにしてもよい。
【００７０】
（Ｄ）変形実施形態
なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、以上の各実施形態では、アラーム判定部、閾値変更部、電流モニタ部、光強度モニタ部、および、温度モニタ部をそれぞれ別々の構成としたが、これらを適宜まとめて一体の構成としてもよい。
【００７１】
また、以上の各実施形態では、各機能部をハードウエアとして構成する場合を例に挙げて説明したが、これらの機能をハードウエア上で実行されるソフトウエアによって実現するようにしてもよい。
【００７２】
また、以上の各実施形態を適宜組み合わせることにより、２重、３重の異常検出を実行するようにしてもよい。そのような方法によれば、異常の検出精度を一層高めることが可能になる。
【００７３】
また、以上の各実施形態では、第１および第２判定閾値は、固定としたが、これらを例えば、書き換え可能としてもよい。具体的には、例えば、書き換え可能な半導体メモリにこれらの値を格納しておき、例えば、製造ラインにおいて各装置のバラツキを考慮した最適な値をそれぞれ選択して格納するようにしたり、あるいは、製造後に、設置環境に応じた最適値を後発的に設定できるようにしたりしてもよい。
【００７４】
また、以上の各実施形態では、判定閾値とモニタ値との大小関係に基づいて異常の有無を判定するようにしたが、例えば、モニタ値が判定閾値から所定の値以上乖離している場合に異常が発生していると判定するようにしてもよい。
【００７５】
また、以上の第３実施形態では、光強度モニタに基づいて第１および第２判定閾値を選択するようにしたが、これ以外にも、例えば、電流モニタ部３０によって検出される電流モニタ値の大小に基づいて判定閾値を選択したり、温度モニタ部７１によって検出される温度モニタ値に大小に基づいて判定閾値を選択したりするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  レーザダイオード制御装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｅ  レーザ操作監視部
１０Ｃ  レーザ操作部（切り換え手段）
１１  電流指示部
１２  ＯＮ／ＯＦＦ指示部（切り換え手段の一部）
１３，１３Ｂ，１３Ｅ  閾値変更部（判定手段の一部）
１４，１４Ａ，１４Ｅ  アラーム判定部（判定手段の一部）
２０  ダイオード駆動部（駆動手段）
３０  電流モニタ部（検出手段）
４０  光強度モニタ部
５０  レーザ監視部
５１  操作状態監視部
６０  レーザ操作監視部
６１  温度指示部
６２  閾値変更部（判定手段の一部）
６３  アラーム判定部（判定手段の一部）
６４  ＯＮ／ＯＦＦ指示部
７０  温度制御部
７１  温度モニタ部
８０  レーザ装置
８１  ＴＥＣ（冷却手段）
８２  サーミスタ（検出手段）
１１０，１２１  レーザダイオード
１２０  レーザ装置
１２２  フォトダイオード（検出手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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