(57)【要約】【課題】発光素子からの光量を高い精度で制御する。【解決手段】光スイッチ１１０は、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させるか否かを制御する。光量測定部１２０は、発光素子１００と光スイッチ１１０の間において発光素子１００が発光した光の量を測定する。制御部１３０は、発光素子１００及び光スイッチ１１０を制御する。詳細には、制御部１３０は、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光が光源装置１０の外部に出射しない状態にした後、光スイッチ１１０に一定の駆動電流を供給し始める。そして、制御部１３０は、光量測定部１２０による測定値が基準を満たしてから、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子からの光を外部に出射させるか否かを制御する光スイッチと、
前記発光素子と前記光スイッチの間において前記発光素子が発光した光の量を測定する光量測定部と、
前記発光素子及び前記光スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記光スイッチを制御することにより、前記発光素子からの光が外部に出射しない状態にした後、前記発光素子に一定の駆動電流を供給し始め、
前記光量測定部による測定値が基準を満たしてから、前記光スイッチを制御することにより、前記発光素子からの光を外部に出射させる、光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記発光素子は半導体レーザであり、
前記発光素子の温度を調整する温度調整部と、
前記発光素子と前記光スイッチの間において前記発光素子が発光した光の波長を測定する波長測定部と、
を備え、
前記制御部は、前記波長測定部の測定結果に基づいて前記温度調整部を制御する光源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光源装置において、
前記発光素子は半導体レーザであり、
前記発光素子の温度を調整する温度調整部と、
前記発光素子と前記光スイッチの間において前記発光素子が発光した光の波長を測定する波長測定部と、
を備え、
前記制御部は、前記波長測定部の測定結果に基づいて前記発光素子の駆動電流を制御する光源装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光源装置において、
複数の前記発光素子を備え、
前記温度調整部は、前記複数の発光素子のそれぞれに対して設けられており、
さらに、前記複数の温度調整部のそれぞれに供給される電力を測定する電力測定部を備え、
前記制御部は、前記電力測定部の測定結果を用いて、前記複数の温度調整部を、時間をずらしながら起動する光源装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の光源装置において、
複数の前記発光素子を備え、
前記温度調整部は、前記複数の発光素子のそれぞれに対して設けられており、
前記制御部は、予め記憶しているタイミングチャートに従って、前記複数の温度調整部を、時間をずらしながら起動する光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記制御部は、前記光スイッチの制御信号を前記光源装置の外部に出力する光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関し、とくに、安定した光量を得ることができる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザなどの発光素子を光源とした光源装置の用途の一つに、医療機器がある。例えば特許文献１には、治療部位にレーザを照射する装置において、複数の半導体レーザを電気的に直列に配置し、これら半導体レーザそれぞれにおいて、陽極と陰極を電子スイッチで接続することが記載されている。さらに特許文献１には、半導体レーザと光出力用のファイバーの間にシャッターを配置することが記載されている。このシャッターは、異常なレーザ出力が検出された場合にレーザを遮断するために、設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光源装置の用途によっては、発光素子からの光量を高い精度で制御することが望まれる。この光量を制御する方法としては、発光素子に供給する電流値及び電流の供給時間を制御することが考えられる。しかし、発光素子の出力は、起動してから一定の間は安定しない。従って、この方法では、光量の精度を十分高くすることは難しい。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光素子からの光量を高い精度で制御できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明において、光源装置は、発光素子、光スイッチ、光量測定部、及び制御部を備えている。光スイッチは、発光素子からの光を光源装置の外部に出射させるか否かを制御する。光量測定部は、発光素子と光スイッチの間において発光素子が発光した光の量を測定する。制御部は、光スイッチを制御することにより、発光素子からの光が光源装置の外部に出射しない状態にした後、光スイッチに一定の駆動電流を供給し始める。そして、制御部は、光量測定部による測定値が基準を満たしてから、光スイッチを制御することにより、発光素子からの光を光源装置の外部に出射させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発光素子からの光量を高い精度で制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図２】制御部による発光素子及び光スイッチの制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図３】第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図５】第４の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図６】第５の実施形態に係る光源装置の構成を示す図である。
【図７】制御部が行う制御の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光源装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置１０は、例えば眼底検査装置などの医療機器の光源として用いられる。このような用途において、光源装置１０には、照射時間が短く（例えば数ミリ秒〜数百ミリ秒）、かつ光量が安定していることが求められる。ただし、光源装置１０は、他の用途に用いられてもよい。
【００１１】
光源装置１０は、発光素子１００、光スイッチ１１０、光量測定部１２０、及び制御部１３０を備えている。発光素子１００は、例えば半導体レーザなどの発光素子である。光スイッチ１１０は、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させるか否かを制御する。光量測定部１２０は、発光素子１００と光スイッチ１１０の間において発光素子１００が発光した光の量を測定する。
【００１２】
制御部１３０は、発光素子１００及び光スイッチ１１０を制御する。詳細には、制御部１３０は、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光が光源装置１０の外部に出射しない状態にした後、光スイッチ１１０に一定の駆動電流を供給し始める。そして、制御部１３０は、光量測定部１２０による測定値が基準を満たしてから、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させる。以下、詳細に説明する。
【００１３】
発光素子１００は、上記したように半導体レーザである。ただし発光素子１００は、発光ダイオードなどの他の発光素子であってもよい。
【００１４】
光スイッチ１１０は、上記したように、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させるか否かを制御する。例えば光スイッチ１１０は、発光素子１００から照射した光の進行方向（ルート）を切り替える。この場合、光スイッチ１１０は、光の進行方向として、光源装置１０の外部に出射するルート（言い換えると光スイッチ１１０を開くこと）と、光源装置１０の外部に出射しないルート（言い換えると光スイッチ１１０を閉じること）のいずれか一方を選択する。この選択は、制御部１３０から送信される制御信号に従って行われる。光スイッチ１１０としては、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて作製されたものを用いることができる。このような光スイッチ１１０は、開閉の応答速度が速く、例えば数ｍｓで開閉する。
【００１５】
光量測定部１２０は、上記したように、発光素子１００と光スイッチ１１０の間において発光素子１００が発光した光の量を測定する。例えば発光素子１００と光スイッチ１１０の間には、例えば光カプラが設けられており、発光素子１００からの光の一部が光量測定部１２０に入射する。光量測定部１２０は、光電変換素子を有しており、発光素子１００からの光の強度を示す信号を生成する。
【００１６】
図２は、制御部１３０による発光素子１００及び光スイッチ１１０の制御の一例を示すタイミングチャートである。制御部１３０は、上記したように、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光が光源装置１０の外部に出射しない状態にした後（光スイッチ１１０は閉）、発光素子１００に一定の駆動電流を供給し始める。そして、制御部１３０は、光量測定部１２０による測定値が基準を満たしてから、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させる。本図に示す例では、制御部１３０は、光量測定部１２０の測定値の揺らぎが一定値以下になった時に、光スイッチ１１０を制御して（光スイッチ１１０は開）、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させる。
【００１７】
そして、予め定められた時間が経過した後、制御部１３０は、光スイッチ１１０を制御する（光スイッチ１１０を閉にする）ことにより、発光素子１００からの光が光源装置１０の外部に出射しないようにする。その後、制御部１３０は発光素子１００への電流供給を停止する。
【００１８】
一般的に、発光素子１００の立ち上がり直後の動作は安定していない。このため、発光素子１００の立ち上がり直後の光量は不安定である。また、この不安定性には、発光素子１００の個体差がある。これに対して本実施形態では、制御部１３０は、光量測定部１２０による測定値が基準を満たしてから、光スイッチ１１０を制御することにより、発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射させる。従って、発光素子１００から出力される光の量が安定してから発光素子１００からの光を光源装置１０の外部に出射することができる。従って、発光素子１００の立ち上がり直後の動作に個体差があっても、光源装置１０からの光量を安定させることができる。
【００１９】
また、光スイッチ１１０をＭＥＭＳ技術で形成した場合、光スイッチ１１０の応答速度は速くなる。従って、光源装置１０の出力時間を高い精度で制御することができる。この場合、光源装置１０から出力される光量はさらに安定する。この効果は、光源装置１０の出力時間が短い場合、特に顕著になる。
【００２０】
また本実施形態において、図１に示すように、制御部１３０は、光スイッチ１１０が開いているタイミングを示す情報、言い換えると光源装置１０から光が出射しているタイミングを示す情報を、光源装置１０の外部に出力する。この出力は、例えば撮像装置の撮像タイミングを制御するために用いられる。具体的には、光源装置１０が医療機器における撮像装置（例えば眼底を撮像する装置）の光源に用いられる場合、この撮像装置は、制御部１３０から出力された情報に従って、撮像タイミングを制御する。これにより、撮像装置によって得られる画像の品質は向上する。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る光源装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置１０は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る光源装置１０と同様の構成である。
【００２２】
まず、光源装置１０は、複数の発光素子１００を有している。複数の発光素子１００が発光する光のピーク波長は、互いに異なる。そして光スイッチ１１０は、複数の発光素子１００からの光のいずれか一つを選択して光源装置１０の外部に出力する。ここで光スイッチ１１０は、２つ以上の発光素子１００からの光を同時に選択できるようになっていてもよい。
【００２３】
また、複数の発光素子１００のそれぞれと光スイッチ１１０の間には、いずれも光カプラが配置されている。そして、複数の発光素子１００のいずれにおいても、出射した光の一部が光量測定部１２０に入射する。光量測定部１２０は、複数の発光素子１００からの光量を個別に測定する。
【００２４】
そして制御部１３０は、出射したい光を発生する発光素子１００を選択し、選択した発光素子１００に対して図２に示した制御を行う。
【００２５】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、光源装置１０は複数の発光素子１００を有しているため、光源装置１０のユーザが所望する波長の光を出射することができる。
【００２６】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る光源装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置１０は、波長測定部１４０を備える点を除いて、第１の実施形態又は第２の実施形態に係る光源装置１０と同様である。本図は、第１の実施形態と同様の場合を示している。
【００２７】
波長測定部１４０は、発光素子１００と光スイッチ１１０の間において、発光素子１００から出射した光のピーク波長と、所望する波長とのずれを測定する。波長測定部１４０は、例えばエタロンを有している。エタロンにおける光の透過率は、所定の波長からずれるに従って低下する。このため、波長測定部１４０は、エタロンを透過した光の強度を例えばフォトダイオードを用いて測定することにより、発光素子１００から出射した光のピーク波長のずれを測定することができる。
【００２８】
波長測定部１４０の測定値は、制御部１３０に出力される。そして制御部１３０は、波長測定部１４０の出力値に基づいて、発光素子１００へ入力する電力（例えば電流値）を制御する。具体的には、制御部１３０は、発光素子１００から出射した光のピーク波長が一定になるように、発光素子１００へ入力する電力を制御する。
【００２９】
なお、第２の実施形態に示したように光源装置１０が複数の発光素子１００を有している場合、波長測定部１４０は複数の発光素子１００のそれぞれに対して設けられる。
【００３０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、制御部１３０は、波長測定部１４０の出力値に基づいて、発光素子１００に入力する電力を制御する。このため、光源装置１０から出力する光のピーク波長は変動しにくくなる。
【００３１】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る光源装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置１０は、以下の点を除いて、第３の実施形態に係る光源装置１０と同様の構成である。
【００３２】
まず、光源装置１０は温度調整部１０２を備えている。温度調整部１０２は例えばペルチェ素子及び温度検出部（例えばサーミスタ）を有しており、発光素子１００の温度を制御する。そして制御部１３０は、波長測定部１４０の出力値に基づいて、温度調整部１０２の動作（例えば設定温度）を制御する。具体的には、制御部１３０は、発光素子１００から出射した光の波長が一定になるように、温度調整部１０２の設定温度を制御する。
【００３３】
本実施形態によれば、発光素子１００の温度を制御することによって発光素子１００から出射する光の波長を制御している。従って、光源装置１０から出力する光のピーク波長が変動しにくくなるとともに、光源装置１０が出射する光の強度を所望の値に制御することができる。
【００３４】
（第５の実施形態）
図６は、第５の実施形態に係る光源装置１０の構成を示す図である。本実施形態に係る光源装置１０は、以下の点を除いて、第４の実施形態に係る光源装置１０と同様の構成である。
【００３５】
まず、光源装置１０は、発光素子１００及び温度調整部１０２を複数組有している。また、制御部１３０は電力モニタ１３２を有している。電力モニタ１３２は、複数の温度調整部１０２それぞれに供給している電力（例えば電流値）を測定する。制御部１３０は、電力モニタ１３２の測定値は、制御部１３０における温度調整部１０２の制御に用いられる。
【００３６】
図７は、制御部１３０が行う制御の一例を示すタイミングチャートである。温度調整部１０２の駆動電力は、温度調整部１０２を立ち上げた直後が最も大きくなる。このため、制御部１３０が複数の温度調整部１０２を同時に立ち上げると、その瞬間に必要な電力は大きくなってしまう。
【００３７】
そこで本実施形態において、制御部１３０は、複数の温度調整部１０２を、時間をずらしながら立ち上げる。具体的には、制御部１３０は、一つの温度調整部１０２を立ち上げる。このとき、その温度調整部１０２に供給している電力を電力モニタ１３２で監視する。そして温度調整部１０２に供給している電力が安定したら、次の温度調整部１０２を立ち上げる。これを順次繰り返すことにより、複数の温度調整部１０２を立ち上げる。このようにすると、複数の発光素子１００の温度制御に必要な電力のピーク値を小さくすることができる。
【００３８】
その後、制御部１３０は、複数の発光素子１００に対して一定の駆動電流を供給し始める。そして、制御部１３０は、全ての発光素子１００において、光量測定部１２０の測定値の揺らぎが一定値以下になった時に、光スイッチ１１０を制御して（光スイッチ１１０は開）、複数の発光素子１００からの光を、互いに異なるタイミングで順次光源装置１０の外部に出射させる。
【００３９】
なお本実施形態において、光源装置１０は電力モニタ１３２を有していなくてもよい。この場合、制御部１３０は、予め記憶しているタイミングチャートに従って、複数の温度調整部１０２を、時間をずらしながら起動する。例えば制御部１３０は、複数の温度調整部１０２を、一定の時間を空けながら順次起動していく。ここでの一定の時間は、例えば温度調整部１０２の立ち上がり時間を実測することにより、求められる。このようにしても、複数の発光素子１００の温度制御に必要な電力のピーク値を小さくすることができる。
【００４０】
本実施形態によっても、第４の実施形態に係る光源装置１０と同様の効果が得られる。また、制御部１３０は、複数の温度調整部１０２を、時間をずらしながら起動する。従って、複数の発光素子１００の温度制御に必要な電力のピーク値を小さくすることができる。
【００４１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 光源装置
１００ 発光素子
１０２ 温度調整部
１１０ 光スイッチ
１２０ 光量測定部
１３０ 制御部
１３２ 電力モニタ
１４０ 波長測定部
【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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