CN107306008A - 激光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在以各种条件驱动光源的情况下也能准确地计算实效驱动时间的激光装置。激光装置包括：光源；电源，其向光源注入驱动电流；控制部，其控制电源；第一记录部，其计算光源的寿命负荷率并将该寿命负荷率与时间相关联地进行记录；以及计算部，其基于第一记录部的记录结果来计算激光装置实际被驱动的第一时间点与比该第一时间点靠后的第二时间点之间的寿命负荷率的时间积分来作为实效驱动时间。

Description

激光装置
技术领域
本发明涉及一种具备作为激光光源或用于激光振荡的激励光源而被使用的光源的激光装置。
背景技术
激光装置具备作为激光光源或用于激光振荡的激励光源而被使用的光源。在日本特开平8-279642号公报、日本特开2005-294493号公报、日本特开2005-317178号公报、日本特开2006-222411号公报、日本特开2011-86496号公报以及日本专利第5166488号公报中公开了预测激光装置的光源的剩余寿命。
具体地说，在日本特开平8-279642号公报中公开了如下内容：将用于发出特定的光输出的驱动电流值作为基准值，并且将该基准值的n倍的驱动电流设定为用于更换发光元件的劣化阈值，由此预测发光元件的寿命。
并且，在日本特开2005-294493号公报中公开了如下内容：进行控制以使得各激光振荡器的输出固定且使得所述加工点的功率为规定的功率，另外，进行激励用的激光二极管的寿命预测。
并且，在日本特开2005-317178号公报中公开了如下内容：基于由于半导体激光器的劣化而导致的发热量增加的时间序列数据，来进行半导体激光器的寿命预测。
并且，在日本特开2006-222411号公报中公开了如下内容：在功率传感器所输出的信号满足预先决定的条件的情况下，使用电源提供给激励光源的电流值和存储器中保存的工作时间来估计激励光源的寿命。
并且，在日本特开2011-86496号公报中公开了如下内容：基于对由电源提供的电流和由强度测定部测定的强度之间的关系进行多次采样所生成的电流强度特性、以及理想的电流强度特性与该电流强度特性之差，来预测激光光源的更换时期。
并且，在日本专利第5166488号公报中公开了如下内容：在激光二极管中流过超过规定的劣化阈值电流的驱动电流的时间的累积时间超过了按周围温度预先设定的阈值时间的情况下，判定为激光二极管的寿命将尽。
发明内容
从保修、保养的观点出发，对于作为激光装置的主要部分的光源来说，激光装置的实效驱动时间很重要。在对光源仅提供固定的标准的驱动电流的情况下，容易求出激光装置的驱动时间。但是，多数情况下，以从低输出到高输出、以及从连续激光输出到脉冲激光输出的各种光输出条件来使用激光装置。因此，难以准确地求出激光装置的实际的驱动时间。
另外，在日本特开平8-279642号公报、日本特开2005-294493号公报、日本特开2005-317178号公报、日本特开2006-222411号公报、日本特开2011-86496号公报以及日本专利第5166488号公报中没有公开如下内容：计算能够应用于以从低输出到高输出、以及从连续激光输出到脉冲激光输出的各种光输出条件对光源进行了驱动的情况的实效驱动时间。
并且，为了预判光源的更换时期来确保预算，期望从光源开始劣化之前的寿命前期起掌握激光装置的剩余寿命。而且，为了在光源的寿命后期进行应该更换的光源的准备、推断更换光源的时机，要求更高精度地掌握剩余寿命。
然而，在现有技术中，在劣化速度逐渐加速的情况下难以高精度地掌握剩余寿命。另外，根据激光装置而光源的劣化速度不同，因此更加难以掌握剩余寿命。另外，在日本特开2005-317178号公报和日本特开2011-86496号公报中还存在无法在劣化显著化之前估计剩余寿命这样的问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供如下一种激光装置：即使以从低输出到高输出、以及从连续激光输出到脉冲激光输出的各种光输出条件使用该激光装置，也能够始终准确地计算光源的实效驱动时间，并且能够准确地计算光源的剩余寿命。
为了达成前述目的，根据第一发明，提供一种激光装置，该激光装置具备：光源，其作为激光光源或激励光源发挥功能；电源，其向所述光源注入驱动电流来驱动所述光源；控制部，其控制所述电源；第一记录部，其记录所述光源的寿命负荷率；以及计算部，其基于该第一记录部的记录结果来计算所述激光装置实际被驱动的第一时间点与比该第一时间点靠后的第二时间点之间的所述寿命负荷率的时间积分来作为实效驱动时间。
根据第二发明，在第一发明中，具备第二记录部，该第二记录部记录从所述光源的使用开始时间点起到当前时间点为止的所述寿命负荷率的时间积分来作为实效累积驱动时间。
根据第三发明，在第一发明中，所述寿命负荷率是向所述光源注入标准驱动电流的情况下的所述光源的寿命与向所述光源注入驱动电流的情况下的所述光源的寿命之比。
根据第四发明，在第一发明中，所述寿命负荷率是如下函数：该函数包括向所述光源注入的标准驱动电流与向所述光源注入的驱动电流之比的乘方项。
根据第五发明，在第三发明中，具备第三记录部，该第三记录部记录在输入了具有脉冲波形的驱动电流的指令值的情况下对于基于所述驱动电流的指令值计算出的所述寿命负荷率的时间积分与基于所述驱动电流的实际值计算出的所述寿命负荷率的时间积分之比的、以所述脉冲波形的频率和占空比为变量的校正系数，所述计算部基于所述驱动电流的指令值和所述校正系数来计算所述第一时间点与所述第二时间点之间的所述寿命负荷率的时间积分。
根据第六发明，在第五发明中，在所述校正系数比第一规定值大的情况下，输出对所述驱动电流的指令值进行变更的含义的显示或警报、或变更所述频率与所述占空比的组合以使所述校正系数变为比所述第一规定值小。
根据第七发明，在第二发明中，所述第一记录部还记录向所述光源注入标准驱动电流的情况下的所述光源的寿命来作为生涯寿命，所述激光装置还计算从所述生涯寿命减去所述实效累积驱动时间所得的剩余寿命。
根据第八发明，在第七发明中，还具备第四记录部，该第四记录部记录根据所述光源的光输出特性能够导出的第一性能指数与所述光源的生涯寿命之间的相关关系，所述激光装置基于该第四记录部中记录的所述相关关系来变更所述光源的所述生涯寿命。
根据第九发明，在第二发明中，还具备：光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；以及第五记录部，其记录在以所述标准驱动电流驱动了累积驱动时间之后根据所述光源的所述光输出特性能够导出的第二性能指数与所述光源的可期待的剩余寿命之间的相关关系，基于所述第二性能指数、到测定所述光输出特性时为止的实效累积驱动时间以及所述第五记录部中记录的记录结果来估计第一估计剩余寿命，其中，所述第二性能指数是根据基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表测定所述光源的光输出特性时的测定结果导出的，在该第一估计剩余寿命与如下剩余寿命之间的偏差为第二规定值以上的情况下，以使所述偏差为零或大致为零的方式变更所述生涯寿命，其中，所述剩余寿命是从到测定所述光源的光输出特性时为止所述第一记录部中记录的所述光源的所述生涯寿命减去所述实效累积驱动时间而得到的。
根据第十发明，在第二发明中，具备：光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；第六记录部，其将由该光输出检测部检测出的所述光输出特性与时间相关联地进行记录；第七记录部，其记录基于该第六记录部的记录结果而由所述计算部计算出的第三时间点与比该第三时间点靠后的第四时间点之间的实效驱动时间；以及第八记录部，其记录劣化曲线的数据表，该劣化曲线表示关于根据所述光源的光输出特性能够导出的第三性能指数的伴随所述驱动时间的劣化的进展，在基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表来测定所述光源的光输出特性时，将所述第三性能指数的劣化速度与所述第八记录部中记录的所述劣化曲线进行对照来估计第二估计剩余寿命，其中，所述第三性能指数的劣化速度是将所述第三时间点的所述第三性能指数与所述第四时间点的所述第三性能指数之间的偏差除以所述实效驱动时间而得到的，在该第二估计剩余寿命变得比规定的时间短的时间点之后或所述第三性能指数的劣化速度变得比第三规定值大的时间点之后，将所述第四时间点时所述第一记录部中记录的所述光源的所述生涯寿命变更为所述第二记录部中记录的所述实效累积驱动时间与所述第二估计剩余寿命之和。
根据第十一发明，在第七发明中，在从所述生涯寿命减去所述实效累积时间所得的所述剩余寿命变为规定的时间以下的情况下，执行使显示部所显示的所述剩余寿命的颜色变化和使所述显示部所显示的所述剩余寿命闪烁中的至少一方。
根据第十二发明，在第二发明中，具备：光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；以及通信部，其向外部发送所述光输出特性、到测定出该光输出特性时为止的所述实效累积驱动时间以及测定出所述光输出特性时的所述剩余寿命，在基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表来测定所述光源的光输出特性时，所述发送部通过所述通信部将所述光源的光输出特性的测定结果、到该时间点为止的所述实效驱动时间以及所述剩余寿命发送到设置在与所述激光装置不同的场所的接收部。
根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，本发明的这些目的、特征和优点以及其它目的、特征和优点会变得更明确。
附图说明
图1是基于本发明的激光装置的功能框图。
图2是表示驱动电流之比与寿命负荷率之间的关系的图。
图3A是表示时间与驱动电流指令值之间的关系的图。
图3B是表示时间与驱动电流实际值之间的关系的图。
图3C是表示校正系数的对应表的一例的图。
图4是表示基于本发明的一个实施例中的激光装置的动作的流程图。
图5是表示注入标准驱动电流时的光源的初始光输出与可期待的生涯寿命之间的关系的图。
图6是表示注入标准驱动电流时的光源的光输出与可期待的剩余寿命之间的关系的图。
图7是表示相对驱动时间与用于得到规定的光输出的驱动电流之间的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在下面的附图中对相同的构件标注相同的参照标记。为了易于理解，这些附图适当地变更了比例尺。
图1是基于本发明的激光装置的功能框图。如图1所示，本发明中的激光装置1包括：一个或多个光源2，该一个或多个光源2作为激光光源或激励光源发挥功能；一个或多个电源3，该一个或多个电源3向光源注入驱动电流以驱动光源2；控制部4，其控制电源3；以及指令部9，其输入驱动电流的指令值等。
并且，激光装置1包括：计算部6，其实施各种计算；显示部8，其显示计算部6的计算结果以及各种数据；光输出检测部12，其能够测定光源2的光输出特性；以及通信部17，其将被提供给控制部4的计算部6的计算结果以及各种数据发送到外部的接收部。此外，计算部6也可以由硬件电路构成。另外，光输出检测部12还能够检测后述的第一性能指数～第三性能指数。
另外，激光装置1还包括用于记录后述的数据的后述的第一记录部5、第二记录部7、第三记录部10、第四记录部11、第五记录部13、第六记录部14、第七记录部15以及第八记录部16。这些第一记录部5～第八记录部16可以是彼此物理分离的存储器，另外也可以是多个记录部构成一体的单一的存储器。因而，也可以由单一的存储器兼备第一记录部5～第八记录部16的全部记录部功能。
第一记录部5记录光源2的寿命负荷率。例如，寿命负荷率是向光源2注入标准驱动电流Is的情况下的光源2的寿命τ(Is)与向光源2注入驱动电流Io的情况下的光源2的寿命τ(Io)之比(＝τ(Is)/τ(Io))。在该情况下，能够用k(Io)表示寿命负荷率。第一记录部5例如根据实验数据等求出像这样计算出的寿命负荷率k(Io)并记录该寿命负荷率k(Io)。并且，第一记录部5还记录从某个时间点To起的光源2的剩余寿命即生涯寿命。另外，第一记录部5也可以记录驱动电流Io与标准驱动电流Is之比Io/Is。
此外，标准驱动电流Is是具有对于使光源2良好地动作而言理想的固定的值的驱动电流。另外，驱动电流Io是使光源2动作时所使用的电流值，能够随时间而变化。
另外，计算部6计算激光装置1被实际驱动的第一时间点Ta与比该第一时间点Ta靠后的第二时间点Tb之间的寿命负荷率的时间积分，来作为第一时间点Ta与第二时间点Tb之间的实效驱动时间(请参照下式)。实效驱动时间被记录在第二记录部7中。
并且，第二记录部7记录实效累积驱动时间。实效累积驱动时间是从某个时间点To起到比该时间点To靠后的任意的时间点Ts为止的寿命负荷率的时间积分，用下式表示。
此外，优选的是，第一时间点Ta和第二时间点Tb存在于时间点To与时间点Ts之间。
某个时间点To可以设定为任意时间点。然而，若对每个光源2设定不同的时间点来作为某个时间点To，则产生生涯寿命存在偏差等问题。因此，优选的是，将制作光源2并进行规定的预烧而使光源2作为能够出厂的产品完成的时间点、或之后首次流通驱动电流来驱动激光装置1的时间点等设定为某个时间点To。换言之，期望的是，对各光源2设定相同的时间点来作为某个时间点To。例如，时间点To为使用开始时间点，时间点Ts为当前时间点。
另外，第二记录部7能够始终更新并记录从某个时间点To起到最后驱动了光源2的时间点Tp为止的时间积分来作为最新的实效累积驱动时间。用下式表示最新的实效累积驱动时间。
另外，也可以对每个规定的实效驱动时间等设定时间点Ts，将到各时间点Ts为止的时间积分作为实效累积驱动时间来追记到第二记录部7。由此，能够获取伴随时间的经过的实效累积驱动时间的推移数据等。
图2是表示驱动电流之比与寿命负荷率之间的关系的图。寿命负荷率记录在第一记录部5中。如图2所示，在驱动电流Io与标准驱动电流Is之比Io/Is为1的情况下，寿命负荷率k(Io)也为1。
然而，在比Io/Is为1.5的情况、也就是说驱动电流为标准驱动电流的1.5倍的情况下，寿命负荷率k(Io)为2.5。换言之，与以标准驱动电流进行驱动的情况相比，在驱动电流为标准驱动电流的1.5倍的情况下，以约2.5倍的速度消耗寿命。因而，即使驱动时间相同，实效驱动时间也变为2.5倍。
此外，第一记录部5中记录的实际的数据也可以是针对离散的电流的数据。关于表中没有的电流值的数据，能够通过插值而容易地计算出来。其它记录部中记录的数据也一样。
另外，作为寿命负荷率k(Io)，也可以使用包括向光源2注入的标准驱动电流与向光源注入的驱动电流之比的乘方项的函数。例如如下所示。
在此，n为整数，α、β为规定数。设这些参数n、α、β是针对每个光源2而决定的。在将这样的函数用作寿命负荷率的情况下，无需基于实验数据设定寿命负荷率的数据表，从而能够削减数据表的创建工时。
关于第二记录部7中记录的实效累积驱动时间，将以标准驱动电流以外的电流驱动光源2的驱动时间换算为以标准驱动电流驱动光源2的情况下的驱动时间。另外，能够通过从第一记录部5中记录的生涯寿命减去实效累积驱动时间来计算光源2的剩余寿命。
如以上那样，在本实施例的激光装置1中，即使在以标准驱动电流以外的电流条件使用光源2的情况下，也能够始终准确地计算施加的负荷(寿命消耗)与以标准驱动电流驱动光源2的情况下的驱动时间的负荷(寿命消耗)同等的实效驱动时间。因而，关于相对于平均寿命的光源的剩余寿命、相对于标准驱动条件下的保修寿命的寿命消耗率等也是，即使在使用激光装置1的过程中也能够在任何时候容易且准确地导出。其结果是，即使在以从低输出到高输出、以及从连续激光输出到脉冲激光输出的各种光输出条件驱动了光源的情况下，也能够准确地计算实效驱动时间。
另外，图3A是表示时间与驱动电流指令值之间的关系的图，图3B是表示时间与驱动电流实际值之间的关系的图。根据图3A和图3B可知，即使在驱动电流指令值为脉冲波形的情况下，驱动电流实际值也不是完全的脉冲波形。特别是在脉冲波形的频率高的情况下，存在相对于驱动电流指令值产生过冲的情况。
因此，通过实验等预先计算用于校正驱动电流实际值Io与驱动电流指令值Ii之间的差异的校正系数。校正系数m(f，d)是以驱动电流指令值的脉冲波形的频率f和占空比d为变量的函数，以如图3C所示的对应表(数据表)的形式记录在第三记录部10中。此外，校正系数m(f，d)根据电源3而不同，因此针对每个电源3准备不同的校正系数的对应表。
在该情况下，能够通过下式计算实效驱动时间。
根据该式可知，未使用驱动电流实际值Io。
因而，不用测定高速变化的驱动电流实际值的波形而能够根据驱动电流指令值来准确地计算实效驱动时间。此外，也能够同样地计算实效累积驱动时间，因此不用测定驱动电流实际值也能够准确地计算光源2的剩余寿命。
另外，图3C所示的校正系数m(f，d)的数据表是脉冲电流波形的低电流水平/高电流水平＝0.9的情况下的例子。因此，需要还创建低电流水平/高电流水平为0.9以外的情况下的数据表。
参照图3C所示的校正系数m(f，d)的数据表，例如考虑以频率为10kHz、占空比为30％来进行脉冲驱动的情况。可知，在该情况下根据驱动电流实际值计算出的寿命为根据驱动电流指令值计算出的寿命的1.887倍。因此，实效驱动时间也以1.887倍的速度增加。
此外，在频率低的脉冲驱动的情况下和以固定的驱动电流进行连续驱动的情况下，驱动电流指令值与驱动电流实际值之间的差小。因此，在该情况下，可以使用驱动电流指令值和驱动电流实际值中的任一个来计算实效驱动时间等。
图4是表示基于本发明的一个实施例中的激光装置的动作的流程图。图4的内容表示对脉冲波形的驱动电流指令值的频率与占空比的组合进行选择的方法。
在图4的步骤S11中，设定切换模式，指示脉冲波形的驱动电流指令值。然后，在步骤S12中判定为未解除模式切换的情况下，进入步骤S13。
在步骤S13中，基于脉冲波形的驱动电流指令值的频率和占空比来从第三记录部10中记录的数据表读取校正系数m(f，d)。然后，在步骤S14中，判定校正系数m(f，d)是否比第一规定值例如1.5小。在校正系数比第一规定值小的情况下，进入步骤S18，在校正系数不比第一规定值小的情况下，进入步骤S15。
在步骤S15中判明为是自动切换模式的情况下，进入步骤S16。在步骤S16中，在第三记录部10的表中自动选择占空比与同新的校正系数相关联的频率的组合，该新的校正系数是接近所读取到的校正系数且比第一规定值小的校正系数。
具体地说，例如优选只变更频率来搜索新的校正系数。或者，也可以变更频率和占空比这两方或只变更占空比来搜索新的校正系数。
此外，在不是自动切换模式的情况下，在显示部8中显示当前的校正系数和新的校正系数及与其关联的频率和占空比(步骤S17)。或者，也可以通过显示部8等输出规定的警报。
接着，在步骤S18中变更为与新的校正系数相关联的频率和占空比，来注入脉冲波形的驱动电流。然后，在步骤S19中输出脉冲激光。
这样，在图4所示的实施方式中，能够从对光源2的寿命的负荷大的驱动电流指令值的条件自动变更为对寿命的负荷小的驱动电流指令值的条件，由此能够延长光源的寿命。
并且，能够如步骤S15所示的那样仅在选择了自动切换模式时自动变更驱动电流指令值的条件，因此容易被大多的用户接受。在选择了手动切换模式的情况下，可能存在如下要求：为了实现良好的加工状态，即使校正系数m(f，d)大，也想要选择对应的频率与占空比的组合。因此，设为如步骤S12所示那样也能够选择切换解除模式。因而，期望不论校正系数m(f，d)的值如何都基于所指示的频率与占空比的组合来向光源2注入驱动电流。
另外，图1所示的第四记录部11记录有表示根据光源2的光输出特性能够导出的第一性能指数与光源2的生涯寿命之间的相关关系的数据表。而且，基于表示第一性能指数与光源2的生涯寿命之间的相关关系的数据表，来考虑每个光源2的第一性能指数的差异地设定注入标准驱动电流Is的情况下的光源2的生涯寿命。
第一性能指数例如是注入标准驱动电流时的光源2的初始光输出。图5是表示注入标准驱动电流时的光源的初始光输出与可期待的生涯寿命之间的关系的图。如图5所示，在标准驱动电流下的初始光输出例如为1kW的情况下，可期待的生涯寿命约为50000小时。而且，在初始光输出为1.1kW的情况下，可期待的生涯寿命约为53500小时，将该新的生涯寿命置换为第一记录部5中记录的生涯寿命。仅在最初从第四记录部11进行一次生涯寿命的读取，因此第四记录部11无需一定装备在激光装置1内。
另外，图1所示的第五记录部13记录有表示根据光源2的光输出特性能够导出的第二性能指数与可期待的剩余寿命之间的相关关系的数据表。第二性能指数例如为注入标准驱动电流时的光源2的光输出。图6是表示注入标准驱动电流时的光源的光输出与可期待的剩余寿命之间的关系的图。
在图6中示出多条实线。多条实线分别表示在标准驱动电流Is下已经进行了驱动的不同的累积驱动时间的情况。根据图6可知，在多条实线中均为光输出越大则可期待的剩余寿命越长。而且，累积驱动时间越长则可期待的剩余寿命越短。
基于来自控制部4的指令，光输出检测部12按照规定的时间表进行光源2的光输出特性的测定。然后，根据到光输出特性测定时为止的累积驱动时间来选择多条实线中的某一条。基于根据光输出特性的测定结果导出的第二性能指数(光输出)和所选择的实线来决定可期待的剩余寿命。将图6中的可期待的剩余寿命适当地称作第一估计剩余寿命。
例如，设为在累积驱动时间为20000小时时由光输出检测部12检测出的光输出为1kW。在该情况下，选择图6中的累积驱动时间为20000小时时的实线。而且，由于光输出为1kW，因此可期待的剩余寿命、也就是说第一估计剩余寿命约为88600小时。
然后，从已经记录在第一记录部5中的生涯寿命减去实效累积驱动时间而求出剩余寿命。在该剩余寿命与第一估计剩余寿命之间的偏差为第二规定值以上的情况下，以使偏差为零或大致为零的方式计算新的生涯寿命。
生涯寿命是累积驱动时间与剩余寿命之和，因此该情况下的新的生涯寿命为108600(＝20000+88600)小时。然后，将第一记录部5中记录的生涯寿命置换为新计算出的生涯寿命。通过像这样根据按照规定的时间表测定出的光输出特性来利用基于该时间点的实际的劣化状态的个体差异进行校正，能够更高精度地预测剩余寿命。
此外，优选的是，在规定的时间表中，例如在寿命前期每隔比较长的时间进行测定，并且在寿命后期每隔比较短的时间进行测定。也就是说，优选的是，剩余寿命越短则测定频度越高。由此，能够高精度地预测剩余寿命。但是，规定的时间表也可以是定期的测定。后述的规定的时间表也一样。
另外，图1所示的第六记录部14将由光输出检测部12检测出的光源2的光输出特性与时间相关联地进行记录。第六记录部14只要记录由光输出检测部12定期地测定出的光输出特性中的最新的光输出特性及其测定时间点、以及比该最新的光输出特性的测定时间点靠前一个的测定时间点及此时的光输出特性即可。
并且，图1所示的第七记录部15记录在第三时间点T3与比该第三时间点靠后的第四时间点T4之间由计算部6计算出的以下的实效驱动时间。优选的是，第三时间点T3和第四时间点T4处于时间点To与时间点Tp之间。
并且，图1所示的第八记录部16记录有多个劣化曲线的数据表，该多个劣化曲线关于根据光源2的光输出特性能够导出的第三性能指数的伴随驱动时间的光源2的劣化的进展。第三性能指数例如是用于得到规定的光输出的驱动电流。
图7是表示相对驱动时间与用于得到规定的光输出的驱动电流之间的关系的图。在图7所示的例子中，用于得到规定的光输出的驱动电流的上限被设定为固定值、例如14A。
而且，基于来自控制部4的指令，按照规定的时间表来进行光源2的光输出特性的测定。而且，参照图7所示的劣化曲线，时间点T3的用于得到规定的光输出的驱动电流值为8.5A，在时间点T4，用于得到规定的光输出的驱动电流值为10A。此外，在图7所示的例子中，设为时间点T3与时间点T4之间的实效驱动时间为3000小时。而且，在图7中，沿Y轴方向延伸的箭头的长度代表第三性能指数S(T)的劣化量＝|S(T3)-S(T4)|＝1.5A。
在该情况下，通过将第三性能指数S(T)的劣化量＝|S(T3)-S(T4)|除以实效驱动时间而得到光源2的劣化速度。然后，从图7选择在时间点T4用于得到规定的光输出的驱动电流值为10A处的斜率与所计算出的劣化速度一致的劣化曲线。
然后，根据所选择出的劣化曲线上的时间点T4的点来估计光源2的剩余寿命。在图7中，驱动电流的上限被设定为14A。能够根据与在选择出的劣化曲线上驱动电流为14A的点对应的时间点来掌握剩余寿命。在图7中，时间点T4(79600小时)与时间点T5(84200小时)之间的时间(4600小时)为估计剩余寿命(适当地称作第二估计剩余寿命)。
然后，在第二估计剩余寿命变得比规定的时间短的时间点、或第三性能指数的劣化速度变得比第三规定值大的时间点之后，使第二记录部7中记录的实效累积驱动时间与第二估计剩余寿命相加来计算新的生涯寿命。然后，将第一记录部5中记录的生涯寿命置换为新的生涯寿命。
这样，在光源2的特性劣化显著化的寿命后期，不仅考虑该时间点的光输出特性还考虑其劣化速度地估计剩余寿命。因此，剩余寿命的预测精度特别重要的寿命后期的剩余寿命的预测精度进一步提高。
并且，优选使显示部8显示剩余寿命。而且，也可以是，在剩余寿命为规定的时间以下的时间点，基于来自控制部4的指令来进行剩余寿命的显示颜色的变化和/或使剩余寿命的显示闪烁。并且，也可以使显示部8显示用于督促进行光源2的更换准备的警告。并且，也可以在发出警告之前发出用于督促进行要更换的光源的准备的提醒警报。
如前所述，在本发明中，能够提高寿命末期的剩余寿命的预测精度。因此，不用过早地更换光源2，能够在光源2的寿命终结之前可靠地更换光源2。因而，能够降低保养成本。
并且，图1所示的通信部17能够将光源2的光输出特性的测定结果、到该时间点为止的实效累积驱动时间以及该时间点的剩余寿命等发送到位于远离激光装置1的外部的接收部。优选的是，接收部与多个激光装置各自的通信部连接。
由此，能够从多个激光装置持续性地收集与第四记录部11、第五记录部13、第八记录部16等中记录的数据表有关的信息。因而，第四记录部11、第五记录部13、第八记录部16等中记录的数据表的精度提高，结果是能够进一步实现寿命预测的精度提高。这样的实效累积驱动时间是非常重要的信息。因此，即使在利用光源2的个体差异等来修正剩余寿命的情况下，也一概不修正实效累积驱动时间，而修正生涯寿命。
另外，除了实效累积驱动时间和光输出特性以外，还可以通过通信部17发送剩余寿命。在该情况下，激光装置制造者能够准确地掌握剩余寿命变少的状况来向顾客提醒注意、或进行要更换的光源2的事前准备。因此，能够将激光装置1无法驱动的时间抑制为最小限度。
并且，也可以不仅预先设定测定光源2的光输出特性的定时，也预先设定多个寿命确认时间，每当剩余寿命减少而达到多个寿命确认时间时，就发送剩余寿命。
公开的效果
在第一发明中，即使在以标准驱动电流以外的条件使用的情况下，即使在使用激光装置的过程中也能够容易且准确地掌握施加的负荷与以标准驱动电流进行驱动的情况下的驱动时间的负荷(寿命消耗)同等的实效驱动时间。另外，即使在以从低输出到高输出、以及从连续激光输出到脉冲激光输出的各种光输出条件驱动光源的情况下，也能够准确地计算实效驱动时间。
在第二发明中，即使在以标准驱动电流以外的条件使用的情况下，即使在使用激光装置的过程中也能够容易且准确地掌握实效累积驱动时间。
在第三发明中，能够简单地求出寿命负荷率。
在第四发明中，使用包括以向光源的电流值为变量的乘方项的函数来计算寿命负荷率。因此，仅求出函数所需的系数等即可，无需基于实验等来设定整个寿命负荷率的数据表。因而，能够削减数据表的创建工时。
在第五发明中，在以高的频率进行脉冲驱动的情况等中，有可能由于过冲等而使来自控制部的驱动电流指令值的波形相对于驱动电流实际值的波形偏离。由于对寿命的负荷的大小是由驱动电流实际值的波形决定的，因此始终测定高速变化的驱动电流的实际波形并不容易。在第五发明中，按频率和占空比而预先设定用于对驱动电流指令值的波形的寿命负荷率与驱动电流实际值的波形的寿命负荷率之差进行校正的校正系数的数据表。因此，不用测定高速地变化的驱动电流实际值的波形而能够根据驱动电流指令值的波形来准确地计算实效驱动时间。
在第六发明中，通过从对寿命的负荷大的驱动电流指令值的条件变更为对寿命的负荷小的驱动电流指令值的条件，能够延长光源的寿命。并且，通过根据用户的意志来切换手动切换模式和自动切换模式，能够容易被大多的用户接受。
在第七发明中，从实效累积驱动时间的计算开始时间点的剩余寿命即生涯寿命减去实效累积驱动时间。因此，即使在使用激光装置的过程中也能够容易且准确地掌握相对于平均寿命(平均的生涯寿命)的估计剩余寿命、相对于标准驱动条件下的保修寿命的寿命消耗率等。
在第八发明中，基于第一性能指数与光源的生涯寿命之间的相关关系来变更生涯寿命。由此，能够在排除光源的个体差异的影响的同时设定每个光源的生涯寿命，从而能够提高剩余寿命的预测精度。第一性能指数例如是注入标准驱动电流时的初始光输出。
在第九发明中，代替利用根据光源的初始光输出特性估计出的劣化的个体差异来校正剩余寿命的方式，而根据定期地测定出的光输出特性来利用基于该时间点的实际的劣化状态的个体差异来校正剩余寿命。因此，能够更高精度地预测剩余寿命。第二性能指数例如是注入标准驱动电流时的光源2的光输出。
在第十发明中，在光源的特性的劣化显著化的寿命后期，不仅考虑该时间点的光输出特性还考虑其劣化速度地估计剩余寿命。因此，在剩余寿命的预测精度特别重要的寿命后期，能够进一步提高剩余寿命的预测精度。第三性能指数例如是用于得到规定的光输出的驱动电流。
在第十一发明中，能够在由于光源的寿命而系统宕机(down)之前实现预防保全。
在第十二发明中，能够从多个激光装置持续性地收集与表示根据光源的光输出特性能够导出的第一性能指数同所述光源的寿命之间的相关关系的数据表、第五记录部、第八记录部中记录的数据表有关的信息等，从而数据表的精度提高，其结果是能够实现寿命预测的精度提高。另外，能够准确地掌握剩余寿命变少的状况来进行对顾客的注意提醒、要更换的光源的事前准备，从而能够将激光装置无法驱动的时间抑制为最小限度。
使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但本领域技术人员应当能够理解，能够不超出本发明的范围地进行前述的变更以及其它各种变更、省略、追加。

Claims (12)

1.一种激光装置，具备：
光源，其作为激光光源或激励光源发挥功能；
电源，其向所述光源注入驱动电流来驱动所述光源；
控制部，其控制所述电源；
第一记录部，其记录所述光源的寿命负荷率；以及
计算部，其基于该第一记录部的记录结果来计算所述激光装置实际被驱动的第一时间点与比该第一时间点靠后的第二时间点之间的所述寿命负荷率的时间积分来作为实效驱动时间。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
具备第二记录部，该第二记录部记录从所述光源的使用开始时间点起到当前时间点为止的所述寿命负荷率的时间积分来作为实效累积驱动时间。
3.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述寿命负荷率是向所述光源注入标准驱动电流的情况下的所述光源的寿命与向所述光源注入驱动电流的情况下的所述光源的寿命之比。
4.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述寿命负荷率是如下函数：该函数包括向所述光源注入的标准驱动电流与向所述光源注入的驱动电流之比的乘方项。
5.根据权利要求3所述的激光装置，其特征在于，
具备第三记录部，该第三记录部记录在输入了具有脉冲波形的驱动电流的指令值的情况下对于基于所述驱动电流的指令值计算出的所述寿命负荷率的时间积分与基于所述驱动电流的实际值计算出的所述寿命负荷率的时间积分之比的、以所述脉冲波形的频率和占空比为变量的校正系数，
所述计算部基于所述驱动电流的指令值和所述校正系数来计算所述第一时间点与所述第二时间点之间的所述寿命负荷率的时间积分。
6.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于，
在所述校正系数比第一规定值大的情况下，输出对所述驱动电流的指令值进行变更的含义的显示或警报，或者变更所述频率与所述占空比的组合以使所述校正系数变为比所述第一规定值小。
7.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，
所述第一记录部还记录向所述光源注入标准驱动电流的情况下的所述光源的寿命来作为生涯寿命，
所述激光装置还计算从所述生涯寿命减去所述实效累积驱动时间所得的剩余寿命。
8.根据权利要求7所述的激光装置，其特征在于，
还具备第四记录部，该第四记录部记录根据所述光源的光输出特性能够导出的第一性能指数与所述光源的生涯寿命之间的相关关系，
所述激光装置基于该第四记录部中记录的所述相关关系来变更所述光源的所述生涯寿命。
9.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，还具备：
光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；以及
第五记录部，其记录在以所述标准驱动电流驱动了累积驱动时间之后根据所述光源的所述光输出特性能够导出的第二性能指数与所述光源的可期待的剩余寿命之间的相关关系，
基于所述第二性能指数、到测定所述光输出特性时为止的实效累积驱动时间以及所述第五记录部中记录的记录结果来估计第一估计剩余寿命，其中，所述第二性能指数是根据基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表测定所述光源的光输出特性时的测定结果导出的，
在该第一估计剩余寿命与如下剩余寿命之间的偏差为第二规定值以上的情况下，以使所述偏差为零或大致为零的方式变更所述生涯寿命，其中，所述剩余寿命是从到测定所述光源的光输出特性时为止所述第一记录部中记录的所述光源的所述生涯寿命减去所述实效累积驱动时间而得到的。
10.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，具备：
光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；
第六记录部，其将由该光输出检测部检测出的所述光输出特性与时间相关联地进行记录；
第七记录部，其记录基于该第六记录部的记录结果而由所述计算部计算出的第三时间点与比该第三时间点靠后的第四时间点之间的实效驱动时间；以及
第八记录部，其记录劣化曲线的数据表，该劣化曲线表示关于根据所述光源的光输出特性能够导出的第三性能指数的伴随所述驱动时间的劣化的进展，
在基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表来测定所述光源的光输出特性时，将所述第三性能指数的劣化速度与所述第八记录部中记录的所述劣化曲线进行对照来估计第二估计剩余寿命，其中，所述第三性能指数的劣化速度是将所述第三时间点的所述第三性能指数与所述第四时间点的所述第三性能指数之间的偏差除以所述实效驱动时间而得到的，
在该第二估计剩余寿命变得比规定的时间短的时间点之后或所述第三性能指数的劣化速度变得比第三规定值大的时间点之后，将所述第四时间点时所述第一记录部中记录的所述光源的所述生涯寿命变更为所述第二记录部中记录的所述实效累积驱动时间与所述第二估计剩余寿命之和。
11.根据权利要求7所述的激光装置，其特征在于，
在从所述生涯寿命减去所述实效累积驱动时间所得的所述剩余寿命变为规定的时间以下的情况下，执行使显示部所显示的所述剩余寿命的颜色变化和使所述显示部所显示的所述剩余寿命闪烁中的至少一方。
12.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，具备：
光输出检测部，其测定所述光源的光输出特性；以及
通信部，其向外部发送所述光输出特性、到测定出该光输出特性时为止的所述实效累积驱动时间以及测定出所述光输出特性时的所述剩余寿命，
在基于来自所述控制部的指令而按照规定的时间表来测定所述光源的光输出特性时，所述发送部通过所述通信部将所述光源的光输出特性的测定结果、到该时间点为止的所述实效驱动时间以及所述剩余寿命发送到设置在与所述激光装置不同的场所的接收部。
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