JP2021153050A - Failure determination device for light emitting element and failure determination method for light emitting device and light emitting element - Google Patents

Failure determination device for light emitting element and failure determination method for light emitting device and light emitting element Download PDF

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慶 高橋
和孝 上村
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和孝 上村
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Masanaga Tanaka
正長 田中
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直記 征矢
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Abstract

To determine a plurality of states as a failure state of a light emitting element.SOLUTION: A failure determination device for a light emitting element includes a current control unit for controlling a drive current to be supplied to the light emitting element, a voltage measuring unit for measuring a voltage to be applied to the light emitting element to be driven with the supplied drive current, and a determination unit for determining a failure state of the light emitting element based on a voltage difference between a plurality of determination voltages determined from the drive current and a voltage measured by the voltage measurement unit. A short-circuit state, an open state, and an output reduction state are determined as the failure states of the light emitting element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発光素子の故障判定装置、発光装置及び発光素子の故障判定方法に関する。 The present invention relates to a failure determination device for a light emitting element, a light emitting device, and a failure determination method for the light emitting element.

特許文献1、2には、発光素子の不具合を検出する技術が開示されている。特許文献1に開示されているレーザ装置は、レーザダイオードに供給された駆動電流、レーザダイオードに印加されている駆動電圧、レーザダイオードの発光量及びレーザダイオード近傍の温度を検出する。また、このレーザ装置は、レーザダイオードに対する電流指令値と正常時の駆動電流の特性、電流指令値と正常時の駆動電圧の特性、電流指令値と正常時の光量の特性、電流指令値とレーザ照射前後の正常時の温度差の特性をテーブルとして記憶する。そしてレーザ装置は、検出した駆動電流、駆動電圧、光量、温度差の各々について、記憶しているテーブルから出力している電流指令値に基づいて得られる値との差が全て所定範囲から逸脱している場合、レーザダイオードに異常があると判断する。 Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for detecting defects in light emitting elements. The laser device disclosed in Patent Document 1 detects a drive current supplied to the laser diode, a drive voltage applied to the laser diode, a light emitting amount of the laser diode, and a temperature in the vicinity of the laser diode. In addition, this laser device has current command value and normal drive current characteristics, current command value and normal drive voltage characteristics, current command value and normal light intensity characteristics, current command value and laser. The characteristics of the normal temperature difference before and after irradiation are stored as a table. Then, the laser device deviates from the predetermined range for each of the detected drive current, drive voltage, light amount, and temperature difference from the values obtained based on the current command value output from the stored table. If so, it is determined that the laser diode is abnormal.

特許文献2に開示されているヘッドランプ装置は、複数のLEDを直列接続したダイオードモジュールを有する。このヘッドランプ装置は、LEDへの印加電圧を検出し、電圧降下が所定のしきい値より低下した場合に異常としている。 The headlamp device disclosed in Patent Document 2 has a diode module in which a plurality of LEDs are connected in series. This headlamp device detects the voltage applied to the LED, and considers it abnormal when the voltage drop drops below a predetermined threshold value.

特開2005−85871号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-85871 特開2009−280157号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-280157

発光素子は、例えばサージ電圧により故障する。この場合の発光素子の故障の態様としては、例えば発光素子がレーザダイオードである場合、アノード−カソード間が短絡となる短絡状態、アノード−カソード間が開放(オープン)となる開放状態、出力する光の強度が低下する出力低下状態などがある。出力低下状態においては、検出した光の強度と正常時の光の強度との差が所定範囲から逸脱しているものの、検出した駆動電圧と正常時の駆動電圧との差が所定範囲から逸脱しない場合がある。 The light emitting element fails due to, for example, a surge voltage. In this case, as the mode of failure of the light emitting element, for example, when the light emitting element is a laser diode, a short circuit state in which the anode and the cathode are short-circuited, an open state in which the anode and the cathode are open (open), and the output light There is an output reduction state in which the strength of the laser is reduced. In the output low state, the difference between the detected light intensity and the normal light intensity deviates from the predetermined range, but the difference between the detected drive voltage and the normal drive voltage does not deviate from the predetermined range. In some cases.

このような出力低下の状態の場合、特許文献1に開示されているレーザ装置では、検出した駆動電流、駆動電圧、光量、温度差の全てが正常時の値に対して所定範囲から逸脱していないため、異常と判断することができない。また、このレーザ装置では、開放状態と短絡状態を区別せず、異常の発生を判断するのみであって故障の状態を検知できていない。 In such a state of output decrease, in the laser apparatus disclosed in Patent Document 1, all of the detected drive current, drive voltage, light intensity, and temperature difference deviate from the predetermined range with respect to the normal values. Since there is no such thing, it cannot be judged as abnormal. Further, in this laser device, the open state and the short-circuit state are not distinguished, only the occurrence of an abnormality is determined, and the failure state cannot be detected.

特許文献2に開示されたヘッドランプ装置においては、電圧降下が所定のしきい値より低下した場合に異常としており、開放状態については検出できない。また、特許文献2に開示されたヘッドランプ装置の場合、短絡状態と出力低下状態の場合に電圧降下があるため、いずれかの状態となったときに異常を検出できるが、どの状態となっているか判断ができない。 In the headlamp device disclosed in Patent Document 2, when the voltage drop drops below a predetermined threshold value, it is regarded as abnormal, and the open state cannot be detected. Further, in the case of the headlamp device disclosed in Patent Document 2, since there is a voltage drop in the short-circuit state and the output reduction state, an abnormality can be detected in either state, but in which state. I can't judge.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光素子の故障の状態として、複数の状態を判定する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique for determining a plurality of states as a state of failure of a light emitting element.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、発光素子に供給される駆動電流を制御する電流制御部と、供給される前記駆動電流により駆動されている前記発光素子にかかる電圧を測定する電圧測定部と、前記駆動電流から定まる複数の判定電圧と、前記電圧測定部が測定した電圧との電圧差に基づいて、前記発光素子の故障の状態を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention includes a current control unit that controls the drive current supplied to the light emitting element and the driven drive that is supplied. The light emitting element is based on a voltage difference between a voltage measuring unit that measures a voltage applied to the light emitting element driven by an electric current, a plurality of determination voltages determined from the driving current, and a voltage measured by the voltage measuring unit. It is characterized by including a determination unit for determining the state of failure of the above.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記判定部は、前記発光素子が出力する光の強度が正常時より低下した状態を含む複数の状態を判定することを特徴とする。 The failure determination device for a light emitting element according to one aspect of the present invention is characterized in that the determination unit determines a plurality of states including a state in which the intensity of light output by the light emitting element is lower than that in the normal state.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記判定部は、前記電圧差に基づいて短絡故障と、開放故障と、前記発光素子が出力する光の強度が正常時より低下した出力故障と、を判定することを特徴とする。 In the failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention, the determination unit has a short circuit failure and an open failure based on the voltage difference, and an output in which the intensity of the light output by the light emitting element is lower than that in the normal state. It is characterized in that a failure is determined.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる短絡閾値より小さい場合には短絡故障と判定し、前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる開放閾値より大きい場合には開放故障と判定し、前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる出力故障範囲内の場合には出力故障と判定することを特徴とする。 The failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention determines that a short circuit failure occurs when the voltage measured by the voltage measuring unit is smaller than the short circuit threshold determined by the drive current, and the voltage measured by the voltage measuring unit. Is larger than the open circuit threshold determined by the drive current, it is determined to be an open circuit failure, and when the voltage measured by the voltage measuring unit is within the output failure range determined by the drive current, it is determined to be an output failure. do.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記発光素子が出力した光の強度を測定する光測定部を有し、前記判定部は、前記光測定部が測定した強度が、前記駆動電流が供給されて前記発光素子が出力する正常時の光の強度より低い所定の強度閾値以下である場合、前記発光素子の故障の状態を判定することを特徴とする。 The failure determination device for a light emitting element according to one aspect of the present invention has a light measuring unit for measuring the intensity of light output by the light emitting element, and the determination unit has the intensity measured by the light measuring unit. When the drive current is supplied and is equal to or less than a predetermined intensity threshold value lower than the normal light intensity output by the light emitting element, the state of failure of the light emitting element is determined.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記電流制御部は、前記光測定部が測定した強度が前記所定の強度閾値以下である場合、前記駆動電流を所定電流値となる様に低下させ、前記判定部は、前記電流制御部が前記駆動電流を前記所定電流値に低下させた後に前記発光素子の故障の状態を判定することを特徴とする。 In the failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention, the current control unit sets the drive current to a predetermined current value when the intensity measured by the light measurement unit is equal to or less than the predetermined intensity threshold value. The determination unit is characterized in that the current control unit determines the state of failure of the light emitting element after the drive current is reduced to the predetermined current value.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、前記判定部は、前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる所定の範囲外である状態が予め定められた時間を超えた場合、前記発光素子の故障の状態を判定することを特徴とする。 In the failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention, the determination unit exceeds a predetermined time in which the voltage measured by the voltage measurement unit is out of a predetermined range determined by the drive current. In this case, it is characterized in that the state of failure of the light emitting element is determined.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、複数の前記発光素子が直列に接続されており、前記判定部は、前記発光素子のそれぞれの故障の状態を判定し、前記電流制御部は、複数の前記発光素子の少なくともいずれか一つが前記判定部により故障と判定された場合、前記発光素子へ供給される前記駆動電流を増加することを特徴とする。 In the failure determination device for a light emitting element according to one aspect of the present invention, a plurality of the light emitting elements are connected in series, and the determination unit determines the failure state of each of the light emitting elements, and the current control unit. Is characterized in that, when at least one of the plurality of light emitting elements is determined to be a failure by the determination unit, the drive current supplied to the light emitting element is increased.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、複数の前記発光素子が直列に接続されており、前記発光素子のそれぞれに、供給される電流を後段の前記発光素子に迂回させる迂回回路が設けられ、故障と判定された前記発光素子は、故障の状態に応じて前記迂回回路で前記駆動電流が迂回されることを特徴とする。 In the light emitting element failure determination device according to one aspect of the present invention, a plurality of the light emitting elements are connected in series, and a detour circuit for diverting the current supplied to each of the light emitting elements to the light emitting element in the subsequent stage. The light emitting element, which is determined to be faulty, is characterized in that the drive current is bypassed by the bypass circuit according to the state of the fault.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、複数の前記発光素子が直列に接続された発光素子列を複数有し、前記電流制御部は、前記判定部で故障と判定した発光素子がある場合、故障と判定した発光素子を含む発光素子列へ供給される前記駆動電流を減少させ、故障と判定された発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を増加させる構成であってもよい。 The failure determination device for a light emitting element according to one aspect of the present invention has a plurality of light emitting element trains in which a plurality of the light emitting elements are connected in series, and the current control unit determines that the light emitting element has failed. If there is, the drive current supplied to the light emitting element row including the light emitting element determined to be defective is decreased, and the drive current supplied to the light emitting element row not including the light emitting element determined to be defective is increased. It may be configured to cause.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置は、複数の前記発光素子列毎に前記駆動電流を供給する駆動素子を有し、複数の前記発光素子列毎の前記駆動素子の温度を測定する温度測定部を有し、前記電流制御部は、故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給する前記駆動電流を、前記温度測定部で測定された前記駆動素子の温度に応じて制御する構成であってもよい。 The failure determination device for a light emitting element according to one aspect of the present invention has a drive element that supplies the drive current to each of the plurality of light emitting element rows, and measures the temperature of the drive element for each of the plurality of light emitting element rows. The current control unit has the driving current of the driving element measured by the temperature measuring unit to supply the driving current supplied to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be a failure. The configuration may be controlled according to the temperature.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置においては、前記電流制御部は、複数の前記発光素子列が出力する光の強度の目標値を取得し、前記光の強度が前記目標値となるように、前記判定部で故障と判定した前記発光素子を含む前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を減少させ、前記判定部で故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を増加させる構成であってもよい。 In the light emitting element failure determination device according to one aspect of the present invention, the current control unit acquires a target value of the light intensity output by the plurality of the light emitting element trains, and the light intensity is equal to the target value. Therefore, the drive current supplied to the light emitting element train including the light emitting element determined to be a failure by the determination unit is reduced, and the light emission not including the light emitting element determined to be a failure by the determination unit. The drive current supplied to the element train may be increased.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置においては、前記電流制御部は、前記判定部で故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ前記駆動電流を供給する前記駆動素子を、前記温度測定部で測定された温度の高さに応じて順番に制御する構成であってもよい。 In the light emitting element failure determination device according to one aspect of the present invention, the current control unit supplies the drive current to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be a failure by the determination unit. The driving elements may be sequentially controlled according to the height of the temperature measured by the temperature measuring unit.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置においては、前記電流制御部は、前記温度測定部で測定された前記駆動素子の温度が閾値に達した場合に次の順番の前記駆動素子の制御を開始する構成であってもよい。 In the failure determination device for the light emitting element according to one aspect of the present invention, the current control unit uses the following order of the driving elements when the temperature of the driving elements measured by the temperature measuring unit reaches a threshold value. It may be configured to start control.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定装置においては、前記電流制御部は、故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給する前記駆動電流を均等に増加させた後、当該発光素子列へ前記駆動電流を供給する前記駆動素子のうち、前記温度測定部で測定された温度が最も高い前記駆動素子が供給する前記駆動電流を減少させ、複数の前記発光素子列が出力する光の強度が前記目標値となるように、前記温度測定部で測定された温度が最も低い前記駆動素子を制御し、温度が最も低い前記駆動素子が供給する駆動電流が閾値に達した場合、温度が最も高い前記駆動素子及び温度が最も低い前記駆動素子を除いた他の駆動素子を制御する構成であってもよい。 In the light emitting element failure determination device according to one aspect of the present invention, the current control unit uniformly increases the drive current supplied to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be defective. After that, among the driving elements that supply the driving current to the light emitting element train, the driving current supplied by the driving element having the highest temperature measured by the temperature measuring unit is reduced, and a plurality of the light emitting element trains are used. Controls the drive element having the lowest temperature measured by the temperature measuring unit so that the intensity of the light output by the device reaches the target value, and the drive current supplied by the drive element having the lowest temperature reaches the threshold value. If this is the case, the configuration may be such that the driving element having the highest temperature and other driving elements other than the driving element having the lowest temperature are controlled.

本発明の一態様に係る発光装置は、発光素子と、前記のいずれか一の発光素子の故障判定装置と、を備えることを特徴とする。 The light emitting device according to one aspect of the present invention is characterized by including a light emitting element and a failure determination device for any one of the above light emitting elements.

本発明の一態様に係る発光素子の故障判定方法は、供給される駆動電流により駆動されている発光素子にかかる電圧を測定する電圧測定ステップと、前記駆動電流から定まる複数の判定電圧と、前記電圧測定ステップで測定した電圧との電圧差に基づいて、前記発光素子の故障の状態として、前記発光素子が出力する光の強度が正常時より低下した状態を含む複数の状態を判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする。 The method for determining a failure of a light emitting element according to one aspect of the present invention includes a voltage measurement step for measuring a voltage applied to a light emitting element driven by a supplied drive current, a plurality of determination voltages determined from the drive current, and the above. Based on the voltage difference from the voltage measured in the voltage measurement step, a determination step of determining a plurality of states including a state in which the intensity of the light output by the light emitting element is lower than the normal state as a state of failure of the light emitting element. It is characterized by having.

本発明によれば、発光素子の故障の状態として、複数の状態を判定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that a plurality of states can be determined as a state of failure of the light emitting element.

図1は、第1実施形態に係るレーザ装置の概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a function according to the first embodiment. 図3は、基準電圧と故障と判定するための電圧の閾値との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the reference voltage and the threshold value of the voltage for determining the failure. 図4は、第1実施形態において発光素子の状態を判断する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element in the first embodiment. 図5は、第2実施形態に係るレーザ装置の概略構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the laser apparatus according to the second embodiment. 図6は、第2実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of functions according to the second embodiment. 図7は、第2実施形態において発光素子の状態を判断する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element in the second embodiment. 図8は、第3実施形態において発光素子の状態を判断する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element in the third embodiment. 図9は、第4実施形態に係るレーザ装置の概略構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the laser apparatus according to the fourth embodiment. 図10は、第4実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a function according to a fourth embodiment. 図11は、第4実施形態において発光素子の状態を判断する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element in the fourth embodiment. 図12は、第5実施形態に係るレーザ装置の概略構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the laser apparatus according to the fifth embodiment. 図13は、第5実施形態に係るレーザ装置の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the laser apparatus according to the fifth embodiment. 図14は、第5実施形態において発光素子の状態を判断する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element in the fifth embodiment. 図15は、第5実施形態においてFETの駆動電流を制御する処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing an example of a processing flow for controlling the driving current of the FET in the fifth embodiment. 図16は、第5実施形態においてFETの駆動電流を制御する処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an example of a processing flow for controlling the driving current of the FET in the fifth embodiment. 図17は、第5実施形態においてFETの駆動電流を制御する処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing an example of a processing flow for controlling the driving current of the FET in the fifth embodiment.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素については適宜同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Further, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately designated by the same reference numerals.

[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1Aの概略構成を示す図である。レーザ装置1Aは、レーザ光を出力する装置である。レーザ装置1Aは、発光素子LD1〜LD3、制御部10、電源部20、電流センサ30、電圧検出部40、FET50、表示部60及び被操作部70を備える。レーザ装置1Aは、発光装置の一例である。また、レーザ装置1Aは、発光素子の故障判定装置の一例でもある。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser device 1A according to a first embodiment of the present invention. The laser device 1A is a device that outputs laser light. The laser device 1A includes light emitting elements LD1 to LD3, a control unit 10, a power supply unit 20, a current sensor 30, a voltage detection unit 40, an FET 50, a display unit 60, and an operated unit 70. The laser device 1A is an example of a light emitting device. The laser device 1A is also an example of a failure determination device for a light emitting element.

電源部20は、発光素子LD1〜LD3に電力を供給する直流電源である。電源部20は、発光素子LD1〜LD3を駆動する駆動電流を発光素子LD1〜LD3に供給する。 The power supply unit 20 is a DC power supply that supplies electric power to the light emitting elements LD1 to LD3. The power supply unit 20 supplies the drive current for driving the light emitting elements LD1 to LD3 to the light emitting elements LD1 to LD3.

発光素子LD1、発光素子LD2、及び発光素子LD3は、光を出力する光源である。本実施形態においては、発光素子LD1、発光素子LD2、及び発光素子LD3は、レーザ光を出力するレーザダイオードであるが、レーザダイオードに限定されるものではない。発光素子LD1、発光素子LD2、及び発光素子LD3は、直列に接続されており、発光素子LD1のアノードは、電源部20に接続されており、発光素子LD3のカソードは、FET50に接続されている。なお、本実施形態においては、レーザ装置1Aが備える発光素子の数は3個であるが、レーザ装置1Aが備える発光素子の数は、3個に限定されるものではなく、2個以下又は4個以上であってもよい。 The light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light emitting element LD3 are light sources that output light. In the present embodiment, the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light emitting element LD3 are laser diodes that output laser light, but are not limited to laser diodes. The light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light emitting element LD3 are connected in series, the anode of the light emitting element LD1 is connected to the power supply unit 20, and the cathode of the light emitting element LD3 is connected to the FET 50. .. In the present embodiment, the number of light emitting elements included in the laser device 1A is three, but the number of light emitting elements included in the laser device 1A is not limited to three, and is two or less or four. It may be more than one.

電流センサ30は、発光素子LD1、発光素子LD2、及び発光素子LD3に流れる駆動電流を測定するセンサである。電流センサ30は、例えば、センス抵抗を用いた周知の電流センサである。電流センサ30は、発光素子LD3のカソードとFET50のドレイン端子との間に直列に挿入されたセンス抵抗にかかる電圧を検出し、検出した電圧を表す信号を、駆動電流を表す信号として制御部10へ出力する。なお、電流センサ30は、ホール素子を用いた電流センサであってもよい。 The current sensor 30 is a sensor that measures the drive current flowing through the light emitting element LD1, the light emitting element LD2, and the light emitting element LD3. The current sensor 30 is, for example, a well-known current sensor using a sense resistor. The current sensor 30 detects a voltage applied to a sense resistor inserted in series between the cathode of the light emitting element LD3 and the drain terminal of the FET 50, and uses a signal representing the detected voltage as a signal representing the drive current in the control unit 10. Output to. The current sensor 30 may be a current sensor using a Hall element.

FET50は、電界効果トランジスタであり、ドレイン端子が電流センサ30を介して発光素子LD3のカソードに接続され、ゲート端子が制御部10に接続され、ソース端子が接地されている。FET50は、ゲート端子に印加される電圧に応じて駆動電流を制御する。なお、電流センサ30がFET50のソース端子と電源部20との間に配置されるようにしてもよい。 The FET 50 is a field effect transistor, and the drain terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3 via the current sensor 30, the gate terminal is connected to the control unit 10, and the source terminal is grounded. The FET 50 controls the drive current according to the voltage applied to the gate terminal. The current sensor 30 may be arranged between the source terminal of the FET 50 and the power supply unit 20.

電圧検出部40は、AD変換部40a、AD変換部40b、AD変換部40c、及びAD変換部40dを備えている。AD変換部40aは、発光素子LD1のアノードに接続されており、発光素子LD1のアノードにかかる電圧(電圧v1)を検出し、検出した電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。AD変換部40bは、発光素子LD1のカソードと発光素子LD2のアノードとの間に接続されており、発光素子LD1と発光素子LD2との間にかかる電圧(電圧v2)を検出し、検出した電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。AD変換部40cは、発光素子LD2のカソードと発光素子LD3のアノードとの間に接続されており、発光素子LD2と発光素子LD3との間にかかる電圧(電圧v3)を検出し、検出した電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。AD変換部40dは、発光素子LD3のカソードに接続されており、発光素子LD3のカソードにかかる電圧(電圧v4)を検出し、検出した電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。レーザ装置1Aが備える発光素子の数が図示した数と異なる場合、レーザ装置1Aは、発光素子の数+1のAD変換部を備え、電源部20に接続された発光素子のアノードにかかる電圧、発光素子間にかかる電圧、及びFET50に接続された発光素子のカソードにかかる電圧を検出する。 The voltage detection unit 40 includes an AD conversion unit 40a, an AD conversion unit 40b, an AD conversion unit 40c, and an AD conversion unit 40d. The AD conversion unit 40a is connected to the anode of the light emitting element LD1, detects the voltage (voltage v1) applied to the anode of the light emitting element LD1, and outputs a digital signal indicating the detected voltage to the control unit 10. The AD conversion unit 40b is connected between the cathode of the light emitting element LD1 and the anode of the light emitting element LD2, detects the voltage (voltage v2) applied between the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2, and detects the detected voltage. Is output to the control unit 10. The AD conversion unit 40c is connected between the cathode of the light emitting element LD2 and the anode of the light emitting element LD3, detects the voltage (voltage v3) applied between the light emitting element LD2 and the light emitting element LD3, and detects the detected voltage. Is output to the control unit 10. The AD conversion unit 40d is connected to the cathode of the light emitting element LD3, detects the voltage (voltage v4) applied to the cathode of the light emitting element LD3, and outputs a digital signal indicating the detected voltage to the control unit 10. When the number of light emitting elements included in the laser device 1A is different from the number shown in the figure, the laser device 1A includes an AD conversion unit of the number of light emitting elements + 1, and the voltage applied to the anode of the light emitting element connected to the power supply unit 20 and light emission. The voltage applied between the elements and the voltage applied to the cathode of the light emitting element connected to the FET 50 are detected.

なお、本実施形態においては、電気信号の電圧レベルを変換するレベル変換回路を、発光素子LD1のアノードからAD変換部40aまでの間、発光素子LD1と発光素子LD2との間からAD変換部40bまでの間、発光素子LD2と発光素子LD3との間からAD変換部40cまでの間、及び発光素子LD3からAD変換部40dまでの間に設け、レベル変換回路で電圧レベルが変換された電気信号がAD変換部40a、AD変換部40b、AD変換部40c、及びAD変換部40dに入力されるようにしてもよい。 In the present embodiment, the level conversion circuit that converts the voltage level of the electric signal is installed between the anode of the light emitting element LD1 and the AD conversion unit 40a, and between the light emitting element LD1 and the light emitting element LD2, and the AD conversion unit 40b. An electric signal provided between the light emitting element LD2 and the light emitting element LD3 to the AD conversion unit 40c and between the light emitting element LD3 and the AD conversion unit 40d, and the voltage level is converted by the level conversion circuit. May be input to the AD conversion unit 40a, the AD conversion unit 40b, the AD conversion unit 40c, and the AD conversion unit 40d.

表示部60は、液晶ディスプレイ等で構成されており、例えばレーザ装置1Aの各種情報や発光素子LD1〜LD3の状態などを、文字、記号、画像などで表示する。被操作部70は、レーザ装置1Aを操作するためのボタンを備えている。被操作部70は、レーザ光の出力と出力停止とを切り替えるボタンや、発光素子LD1〜LD3の状態を判定する処理を開始するためのボタンなどを備えている。なお、被操作部70は、ボタンに限定されるものではなく、レーザ装置1Aのオペレータの操作を受け付けるものであれば、例えばタッチパネルであってもよい。 The display unit 60 is composed of a liquid crystal display or the like, and displays, for example, various information of the laser device 1A and the states of the light emitting elements LD1 to LD3 with characters, symbols, images, and the like. The operated unit 70 includes a button for operating the laser device 1A. The operated unit 70 includes a button for switching between the output of the laser beam and the stop of the output, a button for starting the process of determining the state of the light emitting elements LD1 to LD3, and the like. The operated unit 70 is not limited to the buttons, and may be, for example, a touch panel as long as it accepts the operation of the operator of the laser device 1A.

制御部10は、演算部と、記憶部とを備えている。演算部は、発光素子LD1〜LD3を駆動する駆動電流の制御、表示部60の制御、及びレーザ装置1Aが備える機能の実現のための各種演算処理を行うものである。制御部10は、例えばCPU(Central Processing Unit)やFPGA(field-programmable gate array)、又はCPUとFPGAの両方で構成される。 The control unit 10 includes a calculation unit and a storage unit. The calculation unit performs various calculation processes for controlling the drive current for driving the light emitting elements LD1 to LD3, controlling the display unit 60, and realizing the functions included in the laser device 1A. The control unit 10 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (field-programmable gate array), or both a CPU and an FPGA.

記憶部は、例えばROM(Read Only Memory)で構成される部分とRAM(Random Access Memory)で構成される部分とを備えている。ROMで構成される部分には、演算部が演算処理を行うために使用する各種プログラムやデータなどが格納される。また、RAMは、演算部が演算処理を行う際の作業スペースや演算部の演算処理の結果などを記憶するために使用される。 The storage unit includes, for example, a portion composed of a ROM (Read Only Memory) and a portion composed of a RAM (Random Access Memory). Various programs and data used by the arithmetic unit to perform arithmetic processing are stored in the portion composed of the ROM. In addition, the RAM is used to store a work space when the arithmetic unit performs arithmetic processing, a result of arithmetic processing of the arithmetic unit, and the like.

図2は、記憶部に記憶されているプログラムを演算部が実行することにより実現する機能のうち、本実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。電圧測定部101は、AD変換部40a〜40dから供給されるデジタル信号を取得する。電圧測定部101は、取得したデジタル信号が表す電圧から、発光素子LD1〜LD3の順方向電圧である、発光素子LD1にかかる電圧(電圧Vak1)、発光素子LD2にかかる電圧(電圧Vak2)、発光素子LD3にかかる電圧(電圧Vak3)を求める。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a function according to the present embodiment among the functions realized by the arithmetic unit executing a program stored in the storage unit. The voltage measuring unit 101 acquires the digital signals supplied from the AD conversion units 40a to 40d. From the voltage represented by the acquired digital signal, the voltage measuring unit 101 calculates the forward voltage of the light emitting elements LD1 to LD3, the voltage applied to the light emitting element LD1 (voltage Vak1), the voltage applied to the light emitting element LD2 (voltage Vak2), and light emission. The voltage (voltage Vak3) applied to the element LD3 is obtained.

電流測定部104は、電流センサ30から供給される信号を取得し、取得した信号が表す電流値を求める。電流センサ30は、発光素子LD1〜LD3に流れる電流を測定しているため、電流測定部104は、駆動電流を求めているといえる。 The current measuring unit 104 acquires a signal supplied from the current sensor 30 and obtains a current value represented by the acquired signal. Since the current sensor 30 measures the current flowing through the light emitting elements LD1 to LD3, it can be said that the current measuring unit 104 obtains the drive current.

電流制御部105は、発光素子LD1〜LD3からのレーザ光の出力が被操作部70で指示された出力となるように、FET50のゲート端子に印加する電圧を電流測定部104が求めた電流値に応じて制御し、駆動電流について定電流制御を行う。 The current control unit 105 determines the voltage applied to the gate terminal of the FET 50 by the current measurement unit 104 so that the output of the laser light from the light emitting elements LD1 to LD3 becomes the output instructed by the operated unit 70. The drive current is controlled by a constant current.

判定部102は、電流測定部104が求めた電流値から定まる閾値と、電圧測定部101が求めた電圧Vak1、電圧Vak2及び電圧Vak3に基づいて、発光素子LD1〜LD3の状態を判定する。 The determination unit 102 determines the states of the light emitting elements LD1 to LD3 based on the threshold value determined from the current value obtained by the current measurement unit 104 and the voltage Vak1, voltage Vak2, and voltage Vak3 obtained by the voltage measurement unit 101.

具体的には、判定部102は、発光素子LD1〜LD3のそれぞれについて、故障を判定するために電圧の閾値を記憶している。例えば、判定部102は、発光素子LD1について、駆動電流をaアンペアに設定したときの短絡閾値(TH_sha1)、開放閾値(TH_opa1)、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)を記憶している。短絡閾値(TH_sha1)は、発光素子LD1が短絡状態であると判定するための閾値であり、開放閾値(TH_opa1)は、発光素子LD1が開放状態であると判定するための閾値であり、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)は、発光素子LD1が出力低下状態であると判定するための閾値である。 Specifically, the determination unit 102 stores a voltage threshold value for each of the light emitting elements LD1 to LD3 in order to determine a failure. For example, the determination unit 102 has a short-circuit threshold value (TH_sha1), an open threshold value (TH_opa1), a first output failure threshold value (TH_loa1), and a second output failure threshold value (TH_hia1) when the drive current is set to a ampere for the light emitting element LD1. ) Is remembered. The short-circuit threshold value (TH_sha1) is a threshold value for determining that the light-emitting element LD1 is in the short-circuit state, and the open threshold value (TH_opa1) is the threshold value for determining that the light-emitting element LD1 is in the open state. The output failure threshold value (TH_loa1) and the second output failure threshold value (TH_hia1) are threshold values for determining that the light emitting element LD1 is in the output reduction state.

図3の(a)は、駆動電流がaアンペアに設定されたときに電圧測定部101が測定した電圧(Vak1)、短絡閾値(TH_sha1)、開放閾値(TH_opa1)、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)の関係の一例を示す図である。なお、図3の(a)に示す電圧(Vak1)は、発光素子LD1が故障していないときの電圧を示している。短絡閾値(TH_sha1)は、故障していない発光素子LD1に対してaアンペアの駆動電流が流れたときに発光素子LD1にかかる基準電圧Vstaの電圧値より小さい値であり、開放閾値(TH_opa1)は、基準電圧Vstaの電圧値より大きい値である。第1出力故障閾値(TH_loa1)は、基準電圧Vstaの電圧値より小さく且つ短絡閾値(TH_sha1)より大きい値であり、第2出力故障閾値(TH_hia1)は、基準電圧Vstaの電圧値より大きく且つ開放閾値(TH_opa1)より小さい値である。 FIG. 3A shows a voltage (Vak1), a short-circuit threshold value (TH_sha1), an open threshold value (TH_opa1), and a first output failure threshold value (TH_loa1) measured by the voltage measuring unit 101 when the drive current is set to a ampere. ) And the second output failure threshold value (TH_hia1). The voltage (Vak1) shown in FIG. 3A indicates the voltage when the light emitting element LD1 is not out of order. The short-circuit threshold value (TH_sha1) is smaller than the voltage value of the reference voltage Vsta applied to the light-emitting element LD1 when a drive current of a ampere flows through the light-emitting element LD1 that has not failed, and the open threshold value (TH_opa1) is , The value is larger than the voltage value of the reference voltage Vsta. The first output failure threshold value (TH_loa1) is smaller than the voltage value of the reference voltage Vsta and larger than the short-circuit threshold value (TH_sha1), and the second output failure threshold value (TH_hia1) is larger than the voltage value of the reference voltage Vsta and is open. It is a value smaller than the threshold value (TH_opa1).

また、判定部102は、駆動電流をaアンペアより小さいbアンペアに設定したときの短絡閾値(TH_shb1)、開放閾値(TH_opb1)、第1出力故障閾値(TH_lob1)及び第2出力故障閾値(TH_hib1)を記憶している。短絡閾値(TH_shb1)は、発光素子LD1が短絡状態であると判定するための閾値であり、開放閾値(TH_opb1)は、発光素子LD1が開放状態であると判定するための閾値であり、第1出力故障閾値(TH_lob1)及び第2出力故障閾値(TH_hib1)は、発光素子LD1が出力低下状態であると判定するための閾値である。 Further, the determination unit 102 has a short-circuit threshold value (TH_shb1), an open threshold value (TH_opb1), a first output failure threshold value (TH_lob1), and a second output failure threshold value (TH_hibi1) when the drive current is set to b amperes smaller than a amperes. I remember. The short-circuit threshold value (TH_shb1) is a threshold value for determining that the light-emitting element LD1 is in the short-circuit state, and the open threshold value (TH_opb1) is the threshold value for determining that the light-emitting element LD1 is in the open state. The output failure threshold value (TH_lob1) and the second output failure threshold value (TH_hib1) are threshold values for determining that the light emitting element LD1 is in the output reduction state.

図3の(b)は、駆動電流がbアンペアに設定されたのときに電圧測定部101が測定した電圧(Vak1)、短絡閾値(TH_shb1)、開放閾値(TH_opb1)、第1出力故障閾値(TH_lob1)及び第2出力故障閾値(TH_hib1)の関係の一例を示す図である。なお、図3の(b)に示す電圧(Vak1)は、発光素子LD1が故障していないときの電圧を示している。短絡閾値(TH_shb1)は、故障していない発光素子LD1に対してbアンペアの駆動電流が流れたときに発光素子LD1にかかる基準電圧Vstbの電圧値より小さい値であり、開放閾値(TH_opb1)は、基準電圧Vstbの電圧値より大きい値である。第1出力故障閾値(TH_lob1)は、基準電圧Vstbの電圧値より小さく且つ短絡閾値(TH_shb1)より大きい値であり、第2出力故障閾値(TH_hib1)は、基準電圧Vstbの電圧値より大きく且つ開放閾値(TH_opb1)より小さい値である。また、短絡閾値(TH_shb1)は、短絡閾値(TH_sha1)より小さく、開放閾値(TH_opb1)は、開放閾値(TH_opa1)より小さい。また、第1出力故障閾値(TH_lob1)は、第1出力故障閾値(TH_loa1)より小さく、第2出力故障閾値(TH_hib1)は、第2出力故障閾値(TH_hia1)より小さい。 FIG. 3B shows a voltage (Vak1), a short-circuit threshold value (TH_shb1), an open threshold value (TH_opb1), and a first output failure threshold value (Bak1) measured by the voltage measuring unit 101 when the drive current is set to b amperes. It is a figure which shows an example of the relationship between TH_lob1) and the second output failure threshold value (TH_hibi1). The voltage (Vak1) shown in FIG. 3B indicates the voltage when the light emitting element LD1 is not out of order. The short-circuit threshold value (TH_shb1) is smaller than the voltage value of the reference voltage Vstb applied to the light-emitting element LD1 when a drive current of b ampere flows through the light-emitting element LD1 that has not failed, and the open threshold value (TH_opb1) is , The value is larger than the voltage value of the reference voltage Vstb. The first output failure threshold value (TH_lob1) is smaller than the voltage value of the reference voltage Vstb and larger than the short-circuit threshold value (TH_shb1), and the second output failure threshold value (TH_hibi1) is larger than the voltage value of the reference voltage Vstb and is open. It is a value smaller than the threshold value (TH_opb1). Further, the short-circuit threshold value (TH_shb1) is smaller than the short-circuit threshold value (TH_sha1), and the open threshold value (TH_oppb1) is smaller than the open threshold value (TH_opa1). Further, the first output failure threshold value (TH_lob1) is smaller than the first output failure threshold value (TH_loa1), and the second output failure threshold value (TH_hib1) is smaller than the second output failure threshold value (TH_hia1).

判定部102は、発光素子LD2及び発光素子LD3についても、aアンペアの駆動電流に対して、短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を記憶し、bアンペアの駆動電流に対して、短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を記憶している。判定部102は、aアンペアとbアンペア以外の駆動電流に対応する基準電圧及び閾値については、aアンペアの閾値とbアンペアの閾値から線形補間により求めることができる。なお、aアンペアとbアンペア以外の駆動電流に対応する基準電圧及び閾値については、線形補間で求めるのではなくテーブルとして記憶していてもよい。基準電圧は、判定電圧の一例である。また、短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値も判定電圧の一例である。 The determination unit 102 also stores the short-circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value with respect to the drive current of a ampere for the light emitting element LD2 and the light emitting element LD3, and the drive current of b ampere. On the other hand, the short-circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value are stored. The determination unit 102 can obtain the reference voltage and the threshold value corresponding to the drive current other than a ampere and b ampere by linear interpolation from the a ampere threshold value and the b ampere threshold value. The reference voltage and threshold value corresponding to the drive current other than a ampere and b ampere may be stored as a table instead of being obtained by linear interpolation. The reference voltage is an example of the determination voltage. Further, the short circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value are also examples of the determination voltage.

図2に戻り、判定部102は、電流測定部104が求めた電流値から定まる短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値と、電圧測定部101が求めた電圧値とを比較し、発光素子LD1〜LD3の状態を比較の結果に基づいて判定する。判定の方法については後述する。 Returning to FIG. 2, the determination unit 102 includes a short-circuit threshold value, an open threshold value, a first output failure threshold value and a second output failure threshold value determined from the current value obtained by the current measurement unit 104, and a voltage value obtained by the voltage measurement unit 101. Are compared, and the states of the light emitting elements LD1 to LD3 are determined based on the result of the comparison. The method of determination will be described later.

報知部103は、判定部102の判断結果が表示部60で表示されるように表示部60を制御する。これにより、発光素子LD1〜LD3の状態がレーザ装置1Aのオペレータに報知される。 The notification unit 103 controls the display unit 60 so that the determination result of the determination unit 102 is displayed on the display unit 60. As a result, the state of the light emitting elements LD1 to LD3 is notified to the operator of the laser device 1A.

図4は、発光素子LD1〜LD3の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。制御部10は、レーザ光の出力を指示する操作をオペレータが被操作部70に対して行うと、図4に示す処理を実行する。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting elements LD1 to LD3. When the operator performs an operation of instructing the output of the laser beam to the operated unit 70, the control unit 10 executes the process shown in FIG.

まず制御部10(電流制御部105)は、ステップS101において、オペレータが被操作部70で指定した出力を行うための駆動電流を求め、求めた駆動電流に対応した電圧をFET50のゲート端子に印加する。これにより、発光素子LD1〜LD3を駆動する駆動電流が電源部20から発光素子LD1〜LD3に供給される。 First, in step S101, the control unit 10 (current control unit 105) obtains a drive current for the operator to perform the output specified by the operated unit 70, and applies a voltage corresponding to the obtained drive current to the gate terminal of the FET 50. do. As a result, the drive current for driving the light emitting elements LD1 to LD3 is supplied from the power supply unit 20 to the light emitting elements LD1 to LD3.

AD変換部40aは、電圧v1を示すデジタル信号を制御部10へ出力し、AD変換部40bは、電圧v2を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。また、AD変換部40cは、電圧v3を示すデジタル信号を制御部10へ出力し、AD変換部40dは、電圧v4を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。 The AD conversion unit 40a outputs a digital signal indicating the voltage v1 to the control unit 10, and the AD conversion unit 40b outputs a digital signal indicating the voltage v2 to the control unit 10. Further, the AD conversion unit 40c outputs a digital signal indicating the voltage v3 to the control unit 10, and the AD conversion unit 40d outputs a digital signal indicating the voltage v4 to the control unit 10.

制御部10(電圧測定部101)は、AD変換部40a〜40dから供給されるデジタル信号に基づいて、発光素子LD1〜LD3の各々にかかる電圧を測定する(ステップS102)。具体的には、制御部10は、供給されるデジタル信号から電圧v1、電圧v2、電圧v3及び電圧v4の電圧値を求め、電圧v1と電圧v2との差を電圧Vak1とし、電圧v2と電圧v3との差を電圧Vak2とし、電圧v3と電圧v4との差を電圧Vak3とする。 The control unit 10 (voltage measuring unit 101) measures the voltage applied to each of the light emitting elements LD1 to LD3 based on the digital signals supplied from the AD conversion units 40a to 40d (step S102). Specifically, the control unit 10 obtains the voltage values of the voltage v1, the voltage v2, the voltage v3 and the voltage v4 from the supplied digital signal, sets the difference between the voltage v1 and the voltage v2 as the voltage Vak1, and sets the voltage v2 and the voltage. The difference from v3 is defined as voltage Vak2, and the difference between voltage v3 and voltage v4 is defined as voltage Vak3.

次に制御部10(判定部102)は、発光素子LD1〜LD3について故障を判定するための閾値を取得する(ステップS103)。ここで、制御部10は、例えば駆動電流がaアンペアである場合、発光素子LD1に対応する短絡閾値(TH_sha1)、開放閾値(TH_opa1)、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)を取得する。また、制御部10は、発光素子LD2と発光素子LD3についても、対応する短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を取得する。 Next, the control unit 10 (determination unit 102) acquires a threshold value for determining a failure of the light emitting elements LD1 to LD3 (step S103). Here, for example, when the drive current is a amperes, the control unit 10 has a short-circuit threshold value (TH_sha1), an open threshold value (TH_opa1), a first output failure threshold value (TH_loa1), and a second output failure threshold value corresponding to the light emitting element LD1. (TH_thia1) is acquired. Further, the control unit 10 also acquires the corresponding short-circuit threshold value, open threshold value, first output failure threshold value, and second output failure threshold value for the light emitting element LD2 and the light emitting element LD3.

制御部10(判定部102)は、状態を判定する発光素子を選択し(ステップS104)、選択した発光素子の状態をステップS105以降で判定する。例えば制御部10は、まず発光素子LD1を選択し、発光素子LD1にかかる電圧Vak1が短絡閾値(TH_sha1)以下であるか判定する(ステップS105)。制御部10は、電圧Vak1が短絡閾値(TH_sha1)以下である場合(ステップS105でYes)、ステップS109へ進む。ここで制御部10は、発光素子LD1が短絡状態であると判定していることになる。換言すると、ここで制御部10は、駆動電流から定まる基準電圧Vstaと電圧Vak1との電圧差が、基準電圧Vstaと短絡閾値(TH_sha1)との電圧差以上であるか判定しているといえ、駆動電流から定まる短絡閾値(TH_sha1)と電圧Vak1との電圧差に基づいて判定しているともいえる。制御部10(報知部103)は、ステップS109において表示部60を制御し、発光素子LD1が短絡状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS108へ進む。 The control unit 10 (determination unit 102) selects a light emitting element for determining the state (step S104), and determines the state of the selected light emitting element in step S105 and subsequent steps. For example, the control unit 10 first selects the light emitting element LD1 and determines whether the voltage Vak1 applied to the light emitting element LD1 is equal to or less than the short circuit threshold value (TH_sha1) (step S105). When the voltage Vak1 is equal to or less than the short-circuit threshold value (TH_sha1) (Yes in step S105), the control unit 10 proceeds to step S109. Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in a short-circuited state. In other words, it can be said that the control unit 10 here determines whether the voltage difference between the reference voltage Vsta and the voltage Vak1 determined from the drive current is equal to or greater than the voltage difference between the reference voltage Vsta and the short-circuit threshold (TH_sha1). It can be said that the determination is made based on the voltage difference between the short-circuit threshold value (TH_sha1) determined from the drive current and the voltage Vak1. The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S109, notifies that the light emitting element LD1 is in a short-circuited state with characters or symbols, and then proceeds to step S108.

制御部10は、電圧Vak1が短絡閾値(TH_sha1)以下ではない場合(ステップS105でNo)、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上であるか判定する(ステップS106)。制御部10は、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上である場合(ステップS106でYes)、ステップS110へ進む。ここで制御部10は、発光素子LD1が開放状態であると判定していることになる。なお、換言すると、ここで制御部10は、基準電圧Vstaと電圧Vak1との電圧差が、駆動電流から定める基準電圧Vstaと開放閾値(TH_opa1)との電圧差以上であるか判定しているといえ、駆動電流から定まる開放閾値(TH_opa1)と電圧Vak1との電圧差に基づいて判定しているともいえる。制御部10(報知部103)は、ステップS110において表示部60を制御し、発光素子LD1が開放状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS108へ進む。 When the voltage Vak1 is not equal to or lower than the short-circuit threshold value (TH_sha1) (No in step S105), the control unit 10 determines whether the voltage Vak1 is equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (step S106). When the voltage Vak1 is equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (Yes in step S106), the control unit 10 proceeds to step S110. Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the open state. In other words, here, the control unit 10 determines whether the voltage difference between the reference voltage Vsta and the voltage Vak1 is equal to or greater than the voltage difference between the reference voltage Vsta determined from the drive current and the open threshold (TH_opa1). No, it can be said that the determination is made based on the voltage difference between the open threshold (TH_opa1) determined from the drive current and the voltage Vak1. The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S110, notifies that the light emitting element LD1 is in the open state with characters or symbols, and then proceeds to step S108.

制御部10は、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上ではない場合(ステップS106でNo)、電圧Vak1が正常範囲内であるか判定する(ステップS107)。具体的には、制御部10は、第1出力故障閾値(TH_loa1)<電圧Vak1<第2出力故障閾値(TH_hia1)であるか判定する。制御部10は、第1出力故障閾値(TH_loa1)<電圧Vak1<第2出力故障閾値(TH_hia1)ではない場合、換言すると、短絡閾値(TH_sha1)<電圧Vak1≦第1出力故障閾値(TH_loa1)、又は第2出力故障閾値(TH_hia1)≦電圧Vak1<開放閾値(TH_opa1)である場合(ステップS107でNo)、ステップS111へ進む。短絡閾値(TH_sha1)<電圧Vak1≦第1出力故障閾値(TH_loa1)と、第2出力故障閾値(TH_hia1)≦電圧Vak1<開放閾値(TH_opa1)の範囲は、出力故障範囲の一例である。ここで制御部10は、基準電圧Vstaと電圧Vak1との電圧差が、駆動電流から定まる基準電圧Vstaと第1出力故障閾値(TH_loa1)との電圧差以上であるかと、基準電圧Vstaと第2出力故障閾値(TH_hia1)との電圧差以上であるかを判定しているといえ、駆動電流から定まる第1出力故障閾値(TH_loa1)と電圧Vak1との電圧差と、駆動電流から定まる第2出力故障閾値(TH_hia1)と電圧Vak1との電圧差に基づいて判定しているともいえる。 When the voltage Vak1 is not equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (No in step S106), the control unit 10 determines whether the voltage Vak1 is within the normal range (step S107). Specifically, the control unit 10 determines whether the first output failure threshold value (TH_loa1) <voltage Vak1 <second output failure threshold value (TH_hia1). When the control unit 10 does not have the first output failure threshold value (TH_loa1) <voltage Vak1 <second output failure threshold value (TH_hia1), in other words, the short circuit threshold value (TH_sha1) <voltage Vak1 ≦ first output failure threshold value (TH_loa1), Alternatively, if the second output failure threshold value (TH_hia1) ≤ voltage Vak1 <open threshold value (TH_opa1) (No in step S107), the process proceeds to step S111. The range of the short-circuit threshold value (TH_sha1) <voltage Vak1 ≤ first output failure threshold value (TH_loa1) and the second output failure threshold value (TH_hia1) ≤ voltage Vak1 <opening threshold value (TH_opa1) is an example of the output failure range. Here, the control unit 10 determines whether the voltage difference between the reference voltage Vsta and the voltage Vak1 is equal to or greater than the voltage difference between the reference voltage Vsta determined by the drive current and the first output failure threshold (TH_loa1). It can be said that it is determined whether or not it is equal to or larger than the voltage difference from the output failure threshold (TH_hia1), and the voltage difference between the first output failure threshold (TH_loa1) determined from the drive current and the voltage Vak1 and the second output determined from the drive current. It can be said that the determination is made based on the voltage difference between the failure threshold (TH_hia1) and the voltage Vak1.

図3の(c)は、発光素子LD1が故障したときの電圧Vka1の変化の一例を示す図である。発光素子LD1の出力が低下し、図3の(c)に示すように、電圧Vak1が短絡閾値(TH_sha1)と第1出力故障閾値(TH_loa1)との間の電圧に変化し、変化後の電圧を測定した場合、制御部10は、ステップS111へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1は、出力低下状態であると判定していることになる。制御部10(報知部103)は、ステップS111において表示部60を制御し、発光素子LD1が出力低下状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS108へ進む。 FIG. 3C is a diagram showing an example of a change in the voltage Vka1 when the light emitting element LD1 fails. The output of the light emitting element LD1 decreases, and as shown in FIG. 3C, the voltage Vak1 changes to a voltage between the short-circuit threshold value (TH_sha1) and the first output failure threshold value (TH_loa1), and the changed voltage. When the above is measured, the control unit 10 proceeds to step S111. Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the output reduction state. The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S111, notifies that the light emitting element LD1 is in the output reduction state with characters or symbols, and then proceeds to step S108.

制御部10は、ステップS108において、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定したか判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定していない場合(ステップS108でNo)、ステップS104へ進む。制御部10は、ステップS104へ進むと、状態を判定していない発光素子として、例えば発光素子LD2を選択し、電圧Vak2と、発光素子LD2に対応した短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値とを用い、発光素子LD1の状態を判定したときと同様に発光素子LD2の状態を判定する。 The control unit 10 determines in step S108 whether or not the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 have been determined. If the control unit 10 has not determined the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (No in step S108), the control unit 10 proceeds to step S104. When the control unit 10 proceeds to step S104, for example, the light emitting element LD2 is selected as the light emitting element whose state has not been determined, and the voltage Vak2, the short circuit threshold value, the opening threshold value, and the first output failure threshold value corresponding to the light emitting element LD2 are selected. And the second output failure threshold value is used to determine the state of the light emitting element LD2 in the same manner as when determining the state of the light emitting element LD1.

制御部10は、発光素子LD2の状態の判定を終えると、ステップS108からステップS104へ進み、状態を判定していない発光素子LD3を選択し、電圧Vak3と、発光素子LD3に対応した短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値とを用い、発光素子LD1の状態を判定したときと同様に発光素子LD3の状態を判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定した場合(ステップS108でYes)、図4の処理を終了する。 When the control unit 10 finishes determining the state of the light emitting element LD2, the process proceeds from step S108 to step S104, selects the light emitting element LD3 whose state has not been determined, and sets the voltage Vak3 and the short-circuit threshold value corresponding to the light emitting element LD3. Using the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value, the state of the light emitting element LD3 is determined in the same manner as when the state of the light emitting element LD1 is determined. When the control unit 10 determines the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (Yes in step S108), the control unit 10 ends the process of FIG.

以上説明したように、第1実施形態によれば、発光素子LD1〜LD3のそれぞれについて、故障の状態として短絡、開放(オープン)、出力低下の状態を判定することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to determine the states of short circuit, open (open), and output decrease as failure states of each of the light emitting elements LD1 to LD3.

[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態に係るレーザ装置1Bの概略構成を示す図である。第2実施形態は、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度を測定し、光の強度の測定結果も用いて発光素子LD1〜LD3の状態を判定する点が第1実施形態と異なる。なお、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明においては、第1実施形態との相違点について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the laser device 1B according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the intensity of the light output by the light emitting elements LD1 to LD3 is measured and the state of the light emitting elements LD1 to LD3 is determined by using the measurement result of the light intensity. The same configuration as that of the first embodiment is designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In the following description, differences from the first embodiment will be described.

レーザ装置1Bは、光強度検出部80を備える。光強度検出部80は、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の和を測定するフォトダイオードを備える。このフォトダイオードは、測定した光の強度を表す信号を制御部10へ出力する。 The laser device 1B includes a light intensity detecting unit 80. The light intensity detection unit 80 includes a photodiode that measures the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3. This photodiode outputs a signal representing the measured light intensity to the control unit 10.

図6は、記憶部に記憶されているプログラムを演算部が実行することにより実現する機能のうち、第2実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。強度測定部106は、光強度検出部80から供給される信号を取得する。強度測定部106は、取得した信号が表す光の強度を求める。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a function according to a second embodiment among the functions realized by the arithmetic unit executing a program stored in the storage unit. The intensity measuring unit 106 acquires a signal supplied from the light intensity detecting unit 80. The intensity measuring unit 106 obtains the intensity of the light represented by the acquired signal.

第2実施形態に係る判定部102は、発光素子LD1〜LD3のそれぞれについて、前述の短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値、第2出力故障閾値に加えて、故障と判定するための光の強度の閾値(光閾値)を記憶している。例えば、判定部102は、aアンペアの駆動電流に対して、発光素子LD1〜LD3が故障したと判定するための第1光閾値(TH_R1)を記憶している。また、判定部102は、bアンペアの駆動電流に対して、発光素子LD1〜LD3が故障したと判定するための第2光閾値(TH_R2)を記憶している。判定部102は、aアンペアとbアンペア以外の駆動電流に対応する光閾値については、aアンペアの第1光閾値(TH_R1)とbアンペアの第2光閾値(TH_R2)から線形補間により求める。これらの光閾値は、所定の強度閾値の一例である。 The determination unit 102 according to the second embodiment has light for determining failure in each of the light emitting elements LD1 to LD3, in addition to the above-mentioned short-circuit threshold value, open threshold value, first output failure threshold value, and second output failure threshold value. The threshold value (light threshold value) of the intensity of is stored. For example, the determination unit 102 stores a first optical threshold value (TH_R1) for determining that the light emitting elements LD1 to LD3 have failed with respect to the drive current of a ampere. Further, the determination unit 102 stores a second optical threshold value (TH_R2) for determining that the light emitting elements LD1 to LD3 have failed with respect to the drive current of b amperes. The determination unit 102 obtains the optical threshold value corresponding to the drive current other than a ampere and b ampere by linear interpolation from the first optical threshold value (TH_R1) of a ampere and the second optical threshold value (TH_R2) of b ampere. These optical thresholds are examples of predetermined intensity thresholds.

判定部102は、強度測定部106が求めた光の強度と光閾値とを比較して発光素子LD1〜LD3が故障しているか判定し、故障していると判定した場合には、短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値と、電圧測定部101が求めた電圧値とを比較し、比較の結果に基づいて発光素子LD1〜LD3の状態を判定する。 The determination unit 102 compares the light intensity obtained by the intensity measurement unit 106 with the light threshold value to determine whether the light emitting elements LD1 to LD3 are out of order, and if it is determined that the light emitting elements LD1 to LD3 are out of order, the short-circuit threshold value is set. The open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value are compared with the voltage value obtained by the voltage measuring unit 101, and the states of the light emitting elements LD1 to LD3 are determined based on the comparison result.

図7は、第2実施形態において発光素子LD1〜LD3の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。制御部10は、レーザ光の出力を指示する操作をオペレータが被操作部70に対して行うと、図7に示す処理を実行する。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting elements LD1 to LD3 in the second embodiment. When the operator performs an operation of instructing the output of the laser beam to the operated unit 70, the control unit 10 executes the process shown in FIG. 7.

まず制御部10(電流制御部105)は、ステップS201において、オペレータが被操作部70で指定した出力を行うための駆動電流を求め、求めた駆動電流に対応した電圧をFET50のゲート端子に印加する。 First, in step S201, the control unit 10 (current control unit 105) obtains a drive current for the operator to perform the output specified by the operated unit 70, and applies a voltage corresponding to the obtained drive current to the gate terminal of the FET 50. do.

次に制御部10(電圧測定部101、強度測定部106)は、発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和と、発光素子LD1〜LD3の各々にかかる電圧を測定する(ステップS202)。具体的には、制御部10は、AD変換部40a〜40dから供給されるデジタル信号から電圧v1、電圧v2、電圧v3及び電圧v4の電圧値を求め、電圧v1と電圧v2との差を電圧Vak1とし、電圧v2と電圧v3との差を電圧Vak2とし、電圧v3と電圧v4との差を電圧Vak3とする。また、制御部10は、光強度検出部80から供給される信号を取得して発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和を測定する。 Next, the control unit 10 (voltage measuring unit 101, intensity measuring unit 106) measures the sum of the intensities of the light output by the light emitting elements LD1 to LD3 and the voltage applied to each of the light emitting elements LD1 to LD3 (step). S202). Specifically, the control unit 10 obtains the voltage values of the voltage v1, the voltage v2, the voltage v3 and the voltage v4 from the digital signals supplied from the AD conversion units 40a to 40d, and sets the difference between the voltage v1 and the voltage v2 as the voltage. Let Vak1, the difference between voltage v2 and voltage v3 be voltage Vak2, and the difference between voltage v3 and voltage v4 be voltage Vak3. Further, the control unit 10 acquires a signal supplied from the light intensity detection unit 80 and measures the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3.

次に制御部10(判定部102)は、発光素子LD1〜LD3について故障を判定するための閾値を取得する(ステップS203)。ここで、制御部10は、例えば駆動電流がaアンペアである場合、aアンペアの駆動電流に対応する第1光閾値(TH_R1)を取得する。また、制御部10は、駆動電流がaアンペアである場合、発光素子LD1に対応する短絡閾値(TH_sha1)、開放閾値(TH_opa1)、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)を取得し、発光素子LD2と発光素子LD3についても短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を取得する。 Next, the control unit 10 (determination unit 102) acquires a threshold value for determining a failure of the light emitting elements LD1 to LD3 (step S203). Here, for example, when the drive current is a amperes, the control unit 10 acquires the first optical threshold value (TH_R1) corresponding to the drive current of a amperes. Further, when the drive current is a ample, the control unit 10 has a short-circuit threshold value (TH_sha1), an open threshold value (TH_opa1), a first output failure threshold value (TH_loa1), and a second output failure threshold value (TH_hia1) corresponding to the light emitting element LD1. ) Is acquired, and the short-circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value are also acquired for the light emitting element LD2 and the light emitting element LD3.

制御部10(判定部102)は、状態を判定する発光素子を選択し(ステップS204)、選択した発光素子の状態をステップS205以降で判定する。例えば制御部10は、まず発光素子LD1を選択し(ステップS204)、ステップS202で測定した発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和が、ステップS203で取得した光閾値以下であるか判定する(ステップS205)。なお、制御部10は、ステップS204とステップS205の順序を入れ替え、ステップS205を行った後にステップS204を行うようにし、ステップS205でNoと判定した場合には、図7の処理を終了し、ステップS209でNoと判定した場合には、ステップS204へ戻るようにしてもよい。このようにすることで、ステップS205の実行回数を減らすことができる。 The control unit 10 (determination unit 102) selects a light emitting element for determining the state (step S204), and determines the state of the selected light emitting element in step S205 and subsequent steps. For example, the control unit 10 first selects the light emitting element LD1 (step S204), and the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 measured in step S202 is equal to or less than the light threshold value acquired in step S203. (Step S205). The control unit 10 changes the order of step S204 and step S205 so that step S204 is performed after step S205 is performed. If No is determined in step S205, the process of FIG. 7 is terminated and the step is performed. If No is determined in S209, the process may return to step S204. By doing so, the number of executions of step S205 can be reduced.

発光素子に係る電圧を測定する際には、例えば、AD変換部40a〜40Dと発光素子LD1〜LD3とを結ぶラインにノイズが乗ったときの電圧を測定してしまうことが生じえる。この場合、第1実施形態の構成であると、AD変換部40a〜40Dと発光素子LD1〜LD3とを結ぶラインにノイズが乗ったときの電圧の検出結果を用いて状態の判定を行ってしまい、発光素子が故障していなくても、故障と判定しまう虞がある。 When measuring the voltage related to the light emitting element, for example, the voltage when noise is placed on the line connecting the AD conversion units 40a to 40D and the light emitting elements LD1 to LD3 may be measured. In this case, in the configuration of the first embodiment, the state is determined using the voltage detection result when noise is on the line connecting the AD conversion units 40a to 40D and the light emitting elements LD1 to LD3. Even if the light emitting element is not broken, it may be determined as a failure.

一方、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の和については、故障の状態が短絡、開放、出力低下のいずれの場合であっても、測定される光の強度は正常なときより低下し、故障していない場合には、AD変換部40a〜40Dと発光素子LD1〜LD3とを結ぶラインにノイズが乗ったとしても変化しない。そこで第2実施形態においては、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の和を用い、ステップS205において、まずノイズの影響を受けない光の強度の和の測定結果を用いて故障しているか否かを判定している。 On the other hand, regarding the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3, the measured light intensity is lower than that in the normal state regardless of whether the failure state is short-circuit, open, or output decrease. If there is no failure, it does not change even if noise is added to the line connecting the AD conversion units 40a to 40D and the light emitting elements LD1 to LD3. Therefore, in the second embodiment, the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 is used, and in step S205, first, the measurement result of the sum of the light intensities not affected by noise is used to determine whether the failure occurs. It is judged whether or not.

制御部10は、発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和が、ステップS203で取得した光閾値を超えている場合(ステップS205でNo)、ステップS209へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1〜LD3は、故障していない状態であると判定していることになる。 When the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 exceeds the optical threshold value acquired in step S203 (No in step S205), the control unit 10 proceeds to step S209. Here, the control unit 10 determines that the light emitting elements LD1 to LD3 are in a non-failed state.

制御部10は、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の和が、ステップS203で取得した光閾値以下である場合(ステップS205でYes)、ステップS206へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1〜LD3の少なくとも一つが故障している状態であると判定していることになる。 When the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 is equal to or less than the optical threshold value acquired in step S203 (Yes in step S205), the control unit 10 proceeds to step S206. Here, the control unit 10 determines that at least one of the light emitting elements LD1 to LD3 is in a failed state.

ステップS206の処理は、ステップS105と同じであり、ステップS206でYesと判定した場合に進むステップS210の処理は、ステップS109と同じである。ステップS207の処理は、ステップS106と同じであり、ステップS207でYesと判定した場合に進むステップS211の処理は、ステップS110と同じである。ステップS208の処理は、ステップS107と同じであり、ステップS208でNoと判定した場合に進むステップS212の処理は、ステップS111と同じである。即ち、第2実施形態においては、制御部10は、ステップS206〜ステップS208において、短絡状態、開放状態、出力低下状態を判定し、ステップS210〜ステップS212において、故障の状態の報知を行っている。 The processing of step S206 is the same as that of step S105, and the processing of step S210 that proceeds when it is determined to be Yes in step S206 is the same as that of step S109. The process of step S207 is the same as that of step S106, and the process of step S211 that proceeds when it is determined to be Yes in step S207 is the same as that of step S110. The process of step S208 is the same as that of step S107, and the process of step S212 that proceeds when No is determined in step S208 is the same as that of step S111. That is, in the second embodiment, the control unit 10 determines the short-circuit state, the open state, and the output reduction state in steps S206 to S208, and notifies the failure state in steps S210 to S212. ..

制御部10は、ステップS209において、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定したか判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定していない場合(ステップS209でNo)、ステップS204へ進む。制御部10は、ステップS204へ進むと、状態を判定していない発光素子として、例えば発光素子LD2を選択し、電圧Vak2と、光閾値、発光素子LD2に対応した短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値とを用い、発光素子LD1の状態を判定したときと同様に発光素子LD2の状態を判定する。 The control unit 10 determines whether or not the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 have been determined in step S209. If the control unit 10 has not determined the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (No in step S209), the control unit 10 proceeds to step S204. When the control unit 10 proceeds to step S204, for example, the light emitting element LD2 is selected as the light emitting element whose state has not been determined, and the voltage Vak2, the light threshold value, the short circuit threshold value corresponding to the light emitting element LD2, the opening threshold value, and the first Using the output failure threshold value and the second output failure threshold value, the state of the light emitting element LD2 is determined in the same manner as when the state of the light emitting element LD1 is determined.

制御部10は、発光素子LD2の状態の判定を終えると、ステップS209からステップS204へ進み、状態を判定する発光素子として発光素子LD3を選択し、電圧Vak3と、光閾値、発光素子LD3に対応した短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値とを用い、発光素子LD1の状態を判定したときと同様に発光素子LD3の状態を判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定した場合(ステップS209でYes)、図7の処理を終了する。 When the control unit 10 finishes determining the state of the light emitting element LD2, the process proceeds from step S209 to step S204, selects the light emitting element LD3 as the light emitting element for determining the state, and corresponds to the voltage Vak3, the light threshold value, and the light emitting element LD3. The state of the light emitting element LD3 is determined in the same manner as when the state of the light emitting element LD1 is determined by using the short-circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value. When the control unit 10 determines the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (Yes in step S209), the control unit 10 ends the process of FIG. 7.

以上説明したように、第2実施形態によれば、AD変換部40a〜40Dと発光素子LD1〜LD3とを結ぶラインにノイズが乗ったとしても、故障と判定するのを防ぐことができる。 As described above, according to the second embodiment, even if noise is added to the line connecting the AD conversion units 40a to 40D and the light emitting elements LD1 to LD3, it is possible to prevent the determination as a failure.

[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の測定結果に基づいて故障していると判定したときに、出力低下の故障については、発光素子に供給する駆動電流を変更して電圧Vak1、電圧Vak2及び電圧Vak3を測定し、駆動電流を変更した後の電圧Vak1、電圧Vak2及び電圧Vak3を用いて故障を判定する点が第2実施形態と異なる。以下、第2実施形態との相違点について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, when it is determined that the failure is based on the measurement result of the light intensity output by the light emitting elements LD1 to LD3, the drive current supplied to the light emitting element is changed for the failure of the output decrease. The second embodiment is different from the second embodiment in that the voltage Vak1, the voltage Vak2, and the voltage Vak3 are measured, and the failure is determined by using the voltage Vak1, the voltage Vak2, and the voltage Vak3 after changing the drive current. Hereinafter, the differences from the second embodiment will be described.

第3実施形態に係る判定部102は、発光素子LD1〜LD3のそれぞれについて、第1実施形態及び第2実施形態で説明した各種閾値に加えて、駆動電流を予め定められた所定電流値にしたときに故障と判定するための短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値も記憶している。この所定電流値は、例えば発光素子LD1〜LD3がレーザダイオードである場合、発振しきい値電流に近い値である。なお、所定電流値は、発振しきい値電流に近い値に限定されるものではない。 The determination unit 102 according to the third embodiment sets the drive current to a predetermined predetermined current value in addition to the various threshold values described in the first embodiment and the second embodiment for each of the light emitting elements LD1 to LD3. It also stores a short-circuit threshold value, an open threshold value, a first output failure threshold value, and a second output failure threshold value for sometimes determining a failure. This predetermined current value is a value close to the oscillation threshold current when, for example, the light emitting elements LD1 to LD3 are laser diodes. The predetermined current value is not limited to a value close to the oscillation threshold current.

判定部102は、発光素子LD1〜LD3について、所定電流値の駆動電流を供給したときに発光素子LD1の出力が低下したと判定するための第3出力故障閾値(TH_lo11)及び第4出力故障閾値(TH_hi11)を記憶している。第3出力故障閾値(TH_lo11)は、故障していない発光素子LD1に対して所定電流値の駆動電流が流れたときに発光素子LD1にかかる基準電圧の電圧値より小さい値であり、第4出力故障閾値(TH_hi11)は、故障していない発光素子LD1に対して所定電流値の駆動電流が流れたときに発光素子LD1にかかる基準電圧の電圧値より大きい値である。 The determination unit 102 determines that the output of the light emitting element LD1 has decreased when the drive current of a predetermined current value is supplied to the light emitting elements LD1 to LD3, so that the third output failure threshold value (TH_lo11) and the fourth output failure threshold value are determined. (TH_hi11) is memorized. The third output failure threshold (TH_lo11) is a value smaller than the voltage value of the reference voltage applied to the light emitting element LD1 when a drive current of a predetermined current value flows through the light emitting element LD1 that has not failed, and is the fourth output. The failure threshold value (TH_hi11) is a value larger than the voltage value of the reference voltage applied to the light emitting element LD1 when a driving current of a predetermined current value flows through the light emitting element LD1 that has not failed.

図8は、第3実施形態において発光素子LD1〜LD3の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。制御部10は、レーザ光の出力を指示する操作をオペレータが被操作部70に対して行うと、図8に示す処理を実行する。 FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting elements LD1 to LD3 in the third embodiment. When the operator performs an operation of instructing the output of the laser beam to the operated unit 70, the control unit 10 executes the process shown in FIG.

ステップS301の処理は、ステップS201と同じであり、ステップS302の処理は、ステップS202と同じであるため、説明を省略する。 Since the processing of step S301 is the same as that of step S201 and the processing of step S302 is the same as that of step S202, the description thereof will be omitted.

次に制御部10(判定部102)は、発光素子LD1〜LD3の故障を判定するための閾値を取得する(ステップS303)。ここで、制御部10は、例えば駆動電流がaアンペアである場合、aアンペアの駆動電流に対応する光閾値を取得する。また、制御部10は、発光素子LD1に対応する短絡閾値(TH_sha1)、開放閾値(TH_opa1)、第1出力故障閾値(TH_loa1)及び第2出力故障閾値(TH_hia1)を取得し、発光素子LD2と発光素子LD3についても短絡閾値、開放閾値、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を取得する。また、発光素子LD1〜LD3について、第3出力故障閾値(TH_lo11)及び第4出力故障閾値(TH_hi11)も取得する。 Next, the control unit 10 (determination unit 102) acquires a threshold value for determining a failure of the light emitting elements LD1 to LD3 (step S303). Here, for example, when the drive current is a amperes, the control unit 10 acquires an optical threshold value corresponding to the drive current of a amperes. Further, the control unit 10 acquires the short-circuit threshold value (TH_sha1), the open threshold value (TH_opa1), the first output failure threshold value (TH_loa1), and the second output failure threshold value (TH_hia1) corresponding to the light emitting element LD1 and sets the light emitting element LD2. The light emitting element LD3 also acquires the short-circuit threshold value, the open threshold value, the first output failure threshold value, and the second output failure threshold value. Further, for the light emitting elements LD1 to LD3, the third output failure threshold value (TH_lo11) and the fourth output failure threshold value (TH_hi11) are also acquired.

制御部10(判定部102)は、状態を判定する発光素子を選択し(ステップS304)、選択した発光素子の状態をステップS305以降で判定する。例えば制御部10は、まず発光素子LD1を選択し(ステップS304)、ステップS302で測定した発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和が、ステップS303で取得した光閾値以下であるか判定する(ステップS305)。なお、制御部10は、ステップS304とステップS305の順序を入れ替え、ステップS305を行った後にステップS304を行うようにし、ステップS305でNoと判定した場合には、図8の処理を終了し、ステップS311でNoと判定した場合には、ステップS304へ戻るようにしてもよい。このようにすることで、ステップS305の実行回数を減らすことができる。 The control unit 10 (determination unit 102) selects a light emitting element for determining the state (step S304), and determines the state of the selected light emitting element in step S305 or later. For example, the control unit 10 first selects the light emitting element LD1 (step S304), and the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 measured in step S302 is equal to or less than the light threshold value acquired in step S303. (Step S305). The control unit 10 swaps the order of step S304 and step S305 to perform step S304 after performing step S305. If No is determined in step S305, the process of FIG. 8 is terminated and the step S305 is performed. If No is determined in S311, the process may return to step S304. By doing so, the number of executions of step S305 can be reduced.

制御部10は、発光素子LD1〜LD3が出力している光の強度の和が、ステップS303で取得した光閾値を超えている場合(ステップS305でNo)、ステップS311へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1〜LD3は、故障していない状態であると判定していることになる。 When the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 exceeds the light threshold value acquired in step S303 (No in step S305), the control unit 10 proceeds to step S311. Here, the control unit 10 determines that the light emitting elements LD1 to LD3 are in a non-failed state.

制御部10は、発光素子LD1〜LD3が出力する光の強度の和が、ステップS303で取得した光閾値以下である場合(ステップS305でYes)、ステップS306へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1〜LD3の少なくとも1つは、故障している状態であると判定していることになる。 When the sum of the light intensities output by the light emitting elements LD1 to LD3 is equal to or less than the optical threshold value acquired in step S303 (Yes in step S305), the control unit 10 proceeds to step S306. Here, the control unit 10 determines that at least one of the light emitting elements LD1 to LD3 is in a failed state.

ステップS306の処理は、ステップS105と同じであり、ステップS306でYesと判定した場合に進むステップS312の処理は、ステップS109と同じである。ステップS307の処理は、ステップS106と同じであり、ステップS307でYesと判定した場合に進むステップS313の処理は、ステップS110と同じである。よって、ステップS306、ステップS307、ステップS312及びステップS313の処理については説明を省略する。 The process of step S306 is the same as that of step S105, and the process of step S312 that proceeds when it is determined to be Yes in step S306 is the same as that of step S109. The process of step S307 is the same as that of step S106, and the process of step S313 that proceeds when it is determined to be Yes in step S307 is the same as that of step S110. Therefore, the processing of step S306, step S307, step S312, and step S313 will be omitted.

制御部10(電流制御部105)は、ステップS307でNoと判定した場合、FET50のゲート端子に印加する電圧を変更し、発光素子の駆動電流を所定電流値にする(ステップS308)。このとき、ステップS301で求めた駆動電流より所定電流値を小さく設定した場合、出力低下状態で所定電流値が流れているときに発光素子にかかる電圧と、故障しておらず所定電流値が流れているときに発光素子にかかる電圧との差を大きくすることができ、ノイズによる誤った判定を低減することができる。次に制御部10(電圧測定部101)は、AD変換部40a〜40dから供給されるデジタル信号に基づいて、駆動電流を所定電流値にしたときに発光素子LD1〜LD3の各々にかかる電圧Vak1、電圧Vak2及び電圧Vak3を測定する(ステップS309)。 When the control unit 10 (current control unit 105) determines No in step S307, the control unit 10 changes the voltage applied to the gate terminal of the FET 50 to set the drive current of the light emitting element to a predetermined current value (step S308). At this time, when the predetermined current value is set smaller than the drive current obtained in step S301, the voltage applied to the light emitting element when the predetermined current value is flowing in the output reduced state and the predetermined current value without failure flow. It is possible to increase the difference from the voltage applied to the light emitting element while the current is on, and it is possible to reduce erroneous determination due to noise. Next, the control unit 10 (voltage measurement unit 101) applies a voltage Vak1 to each of the light emitting elements LD1 to LD3 when the drive current is set to a predetermined current value based on the digital signals supplied from the AD conversion units 40a to 40d. , Voltage Vak2 and voltage Vak3 are measured (step S309).

次に制御部10は、選択している発光素子にかかる電圧が正常範囲内であるか判定する(ステップS310)。具体的には、制御部10は、故障を判定する発光素子として発光素子LD1を選択している場合、第3出力故障閾値(TH_lo11)<電圧Vak1<第4出力故障閾値(TH_hi11)であるか判定する。制御部10は、第3出力故障閾値(TH_lo11)<電圧Vak1<第4出力故障閾値(TH_hi11)ではない場合(ステップS310でNo)、ステップS314へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1は、出力低下状態であると判定していることになる。制御部10(報知部103)は、ステップS314において表示部60を制御し、発光素子LD1の光の出力が低下している状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS311へ進む。 Next, the control unit 10 determines whether the voltage applied to the selected light emitting element is within the normal range (step S310). Specifically, when the light emitting element LD1 is selected as the light emitting element for determining the failure, the control unit 10 has the third output failure threshold value (TH_lo11) <voltage Vak1 <fourth output failure threshold value (TH_hi11). judge. The control unit 10 proceeds to step S314 when the third output failure threshold value (TH_lo11) <voltage Vak1 <fourth output failure threshold value (TH_hi11) is not satisfied (No in step S310). Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the output reduction state. The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S314, notifies that the light output of the light emitting element LD1 is in a reduced state with characters or symbols, and then proceeds to step S311.

制御部10は、ステップS311において、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定したか判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定していない場合(ステップS311でNo)、ステップS304へ進む。制御部10は、ステップS304へ進むと、状態を判定していない発光素子として、例えば発光素子LD2を選択し、発光素子LD1と同様に状態を判定する。なお、判定する発光素子として新たに発光素子LD2を選択した場合、ステップS306とステップS307で状態の判定に用いる電圧は、ステップS302で測定した電圧Vak2である。制御部10は、発光素子LD2の状態の判定を終えると、再度ステップS304へ進み、状態を判定する発光素子として発光素子LD3を選択し、発光素子LD1と同様に状態を判定する。なお、判定する発光素子として新たに発光素子LD2を選択した場合、ステップS306とステップS307で状態の判定に用いる電圧は、ステップS302で測定した電圧Vak3である。制御部10は、発光素子LD3の状態の判定を終えると(ステップS311でYes)、図8の処理を終了する。 The control unit 10 determines whether or not the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 have been determined in step S311. If the control unit 10 has not determined the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (No in step S311), the control unit 10 proceeds to step S304. When the control unit 10 proceeds to step S304, the control unit 10 selects, for example, the light emitting element LD2 as the light emitting element whose state has not been determined, and determines the state in the same manner as the light emitting element LD1. When the light emitting element LD2 is newly selected as the light emitting element to be determined, the voltage used for determining the state in steps S306 and S307 is the voltage Vak2 measured in step S302. When the control unit 10 finishes determining the state of the light emitting element LD2, the process proceeds to step S304 again, selects the light emitting element LD3 as the light emitting element for determining the state, and determines the state in the same manner as the light emitting element LD1. When the light emitting element LD2 is newly selected as the light emitting element to be determined, the voltage used for determining the state in steps S306 and S307 is the voltage Vak3 measured in step S302. When the control unit 10 finishes determining the state of the light emitting element LD3 (Yes in step S311), the control unit 10 ends the process of FIG.

[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態について説明する。図9は、第4実施形態に係るレーザ装置1Dの概略構成を示す図である。第4実施形態は、開放又は出力低下と判定された発光素子がある場合、開放又は出力低下となった発光素子を迂回して他の発光素子に駆動電流を流す点が第1実施形態と異なる。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the laser device 1D according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that when there is a light emitting element determined to be open or reduced in output, a drive current is passed to another light emitting element by bypassing the light emitting element in which the open or output is reduced. ..

レーザ装置1Dは、迂回回路90を備える。迂回回路90は、故障した発光素子に供給される駆動電流を迂回させる回路であり、FET51、FET52及びFET53を備える。FET51〜FET53は、電界効果トランジスタであり、ゲート端子が制御部10に接続されている。 The laser device 1D includes a detour circuit 90. The bypass circuit 90 is a circuit that bypasses the drive current supplied to the failed light emitting element, and includes FET 51, FET 52, and FET 53. The FETs 51 to 53 are field effect transistors, and the gate terminal is connected to the control unit 10.

FET51は、ドレイン端子が発光素子LD1のアノードに接続され、ソース端子が発光素子LD1のカソードと発光素子LD2のアノードとの間に接続されている。制御部10からFET51をオンにする電圧がFET51のゲート端子に印加されると、駆動電流は、発光素子LD1を迂回し、FET51を介して発光素子LD2に流れる。FET52は、ドレイン端子が発光素子LD1のカソードと発光素子LD2のアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD2のカソードと発光素子LD3のアノードとの間に接続されている。制御部10からFET52をオンにする電圧がFET52のゲート端子に印加されると、駆動電流は、発光素子LD2を迂回し、FET52を介して発光素子LD3に流れる。FET53は、ドレイン端子が発光素子LD2のカソードと発光素子LD3のアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD3のカソードに接続されている。制御部10からFET53をオンにする電圧がFET53のゲート端子に印加されると、駆動電流は、発光素子LD3を迂回し、FET53を介して流れる。 In the FET 51, the drain terminal is connected to the anode of the light emitting element LD1, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD1 and the anode of the light emitting element LD2. When a voltage for turning on the FET 51 is applied from the control unit 10 to the gate terminal of the FET 51, the drive current bypasses the light emitting element LD1 and flows to the light emitting element LD2 via the FET 51. In the FET 52, the drain terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD1 and the anode of the light emitting element LD2, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2 and the anode of the light emitting element LD3. When a voltage for turning on the FET 52 is applied from the control unit 10 to the gate terminal of the FET 52, the drive current bypasses the light emitting element LD2 and flows to the light emitting element LD3 via the FET 52. In the FET 53, the drain terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2 and the anode of the light emitting element LD3, and the source terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3. When a voltage for turning on the FET 53 is applied from the control unit 10 to the gate terminal of the FET 53, the drive current bypasses the light emitting element LD3 and flows through the FET 53.

図10は、記憶部に記憶されているプログラムを演算部が実行することにより実現する機能のうち、第4実施形態に係る機能の構成を示したブロック図である。迂回制御部107は、判定部102が開放又は出力低下と判定した発光素子を駆動電流が迂回するようにFET51〜FET53のゲート端子の電圧を制御する。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a function according to a fourth embodiment among the functions realized by the arithmetic unit executing a program stored in the storage unit. The detour control unit 107 controls the voltage at the gate terminal of the FETs 51 to 53 so that the drive current bypasses the light emitting element determined by the determination unit 102 to be open or output reduction.

図11は、第4実施形態において発光素子LD1〜LD3の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。制御部10は、レーザ光の出力を指示する操作をオペレータが被操作部70に対して行うと、図11に示す処理を実行する。ステップS401〜ステップS404の処理は、ステップS101〜ステップS104の処理と同じである。また、ステップS405の処理は、ステップS105と同じであり、ステップS405でYesと判定した場合に進むステップS409の処理は、ステップS109と同じである。よって、ステップS401〜ステップS405、ステップS409については、その説明を省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting elements LD1 to LD3 in the fourth embodiment. When the operator performs an operation for instructing the output of the laser beam to the operated unit 70, the control unit 10 executes the process shown in FIG. The processing of steps S401 to S404 is the same as the processing of steps S101 to S104. Further, the processing of step S405 is the same as that of step S105, and the processing of step S409 that proceeds when it is determined to be Yes in step S405 is the same as that of step S109. Therefore, the description of steps S401 to S405 and step S409 will be omitted.

制御部10は、ステップS409の後、ステップS413へ進む。制御部10(電流制御部105)は、例えばステップS404で選択した発光素子LD1が短絡していると判定した場合、FET50のゲート端子に印加する電圧を制御し、ステップS413で駆動電流を増加する。ここで制御部10は、故障と判定した発光素子LD1の分の出力が不足するため、短絡状態と判定された発光素子LD1以外の発光素子で、オペレータが指定した出力が得られるように駆動電流を設定する。制御部10は、ステップS413の後、ステップS408へ進む。ステップS408の処理は、ステップS108の処理と同じであるため、説明を省略する。 The control unit 10 proceeds to step S413 after step S409. When the control unit 10 (current control unit 105) determines, for example, that the light emitting element LD1 selected in step S404 is short-circuited, the control unit 10 controls the voltage applied to the gate terminal of the FET 50 and increases the drive current in step S413. .. Here, since the output of the light emitting element LD1 determined to be a failure is insufficient, the control unit 10 uses a light emitting element other than the light emitting element LD1 determined to be in a short-circuited state to obtain a drive current so that an output specified by the operator can be obtained. To set. The control unit 10 proceeds to step S408 after step S413. Since the process of step S408 is the same as the process of step S108, the description thereof will be omitted.

制御部10は、ステップS404で発光素子LD1を選択し、電圧Vak1が短絡閾値(TH_sha1)以下ではない場合(ステップS405でNo)、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上であるか判定する(ステップS406)。制御部10は、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上である場合(ステップS406でYes)、ステップS410へ進む。ここで制御部10は、発光素子LD1が開放状態であると判定していることになる。制御部10(報知部103)は、ステップS410において表示部60を制御し、発光素子LD1が開放の状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS412へ進む。 The control unit 10 selects the light emitting element LD1 in step S404, and if the voltage Vak1 is not equal to or lower than the short-circuit threshold value (TH_sha1) (No in step S405), determines whether the voltage Vak1 is equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (step). S406). When the voltage Vak1 is equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (Yes in step S406), the control unit 10 proceeds to step S410. Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the open state. The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S410, notifies that the light emitting element LD1 is in the open state with characters or symbols, and then proceeds to step S412.

制御部10は、発光素子LD1について開放状態であると判定した場合、駆動電流が流れなくなった発光素子LD1を駆動電流が迂回するように、迂回回路90を制御する(ステップS412)。具体的には、制御部10は、ステップS404で発光素子LD1を選択した場合、FET51をオンにする電圧をFET51のゲート端子に印加する。次に制御部10は、FET50のゲート端子に印加する電圧を制御し、駆動電流を増加する(ステップS413)。ここで制御部10は、開放状態と判定された発光素子LD1以外の発光素子で、オペレータが指定した出力が得られるように駆動電流を設定する。 When the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the open state, the control unit 10 controls the bypass circuit 90 so that the drive current bypasses the light emitting element LD1 in which the drive current has stopped flowing (step S412). Specifically, when the light emitting element LD1 is selected in step S404, the control unit 10 applies a voltage for turning on the FET 51 to the gate terminal of the FET 51. Next, the control unit 10 controls the voltage applied to the gate terminal of the FET 50 to increase the drive current (step S413). Here, the control unit 10 sets the drive current for a light emitting element other than the light emitting element LD1 determined to be in the open state so that an output specified by the operator can be obtained.

制御部10は、ステップS404で発光素子LD1を選択し、電圧Vak1が開放閾値(TH_opa1)以上ではない場合(ステップS406でNo)、電圧Vak1が正常範囲内であるか判定する(ステップS407)。具体的には、制御部10は、第1出力故障閾値(TH_loa1)<電圧Vak1<第2出力故障閾値(TH_hia1)であるか判定する。制御部10は、第1出力故障閾値(TH_loa1)<電圧Vak1<第2出力故障閾値(TH_hia1)ではない場合(ステップS407でNo)、ステップS411へ進む。ここで、制御部10は、発光素子LD1は、出力低下状態であると判定していることになる。 The control unit 10 selects the light emitting element LD1 in step S404, and if the voltage Vak1 is not equal to or higher than the open threshold value (TH_opa1) (No in step S406), determines whether the voltage Vak1 is within the normal range (step S407). Specifically, the control unit 10 determines whether the first output failure threshold value (TH_loa1) <voltage Vak1 <second output failure threshold value (TH_hia1). If the first output failure threshold value (TH_loa1) <voltage Vak1 <second output failure threshold value (TH_hia1) is not satisfied (No in step S407), the control unit 10 proceeds to step S411. Here, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the output reduction state.

制御部10(報知部103)は、ステップS411において表示部60を制御し、発光素子LD1が出力低下状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS412とステップS413の処理を実行する。制御部10は、発光素子LD1について出力低下状態であると判定した場合、迂回回路90を制御する(ステップS412)。具体的には、制御部10は、ステップS404で発光素子LD1を選択した場合、FET51をオンにする電圧をFET51のゲート端子に印加する。次に制御部10は、FET50のゲート端子に印加する電圧を制御し、駆動電流を増加する(ステップS413)。ここで制御部10は、出力低下状態と判定された発光素子LD1以外の発光素子で、オペレータが指示した出力が得られるように駆動電流を設定する。なお、制御部10は、ステップS411において表示部60を制御して発光素子LD1が出力低下状態であることを文字や記号で報知したあと、ステップS412で迂回回路90を制御せず、ステップS413においてFET50のゲート端子に印加する電圧を制御し、オペレータが指定した出力が得られるように駆動電流を増加するようにしてもよい。 The control unit 10 (notification unit 103) controls the display unit 60 in step S411, notifies that the light emitting element LD1 is in the output reduction state with characters or symbols, and then executes the processes of steps S412 and S413. When the control unit 10 determines that the output of the light emitting element LD1 is in a reduced state, the control unit 10 controls the detour circuit 90 (step S412). Specifically, when the light emitting element LD1 is selected in step S404, the control unit 10 applies a voltage for turning on the FET 51 to the gate terminal of the FET 51. Next, the control unit 10 controls the voltage applied to the gate terminal of the FET 50 to increase the drive current (step S413). Here, the control unit 10 sets the drive current so that the output instructed by the operator can be obtained from the light emitting elements other than the light emitting element LD1 determined to be in the output reduction state. The control unit 10 controls the display unit 60 in step S411 to notify that the light emitting element LD1 is in the output reduced state with characters or symbols, and then does not control the detour circuit 90 in step S412, but in step S413. The voltage applied to the gate terminal of the FET 50 may be controlled to increase the drive current so that the output specified by the operator can be obtained.

制御部10は、ステップS413の後、ステップS408へ進む。制御部10は、ステップS408において、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定したか判定する。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定していない場合(ステップS408でNo)、ステップS404へ進む。制御部10は、全ての発光素子LD1〜LD3の状態を判定した場合(ステップS408でYes)、図11の処理を終了する。 The control unit 10 proceeds to step S408 after step S413. The control unit 10 determines whether or not the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 have been determined in step S408. If the control unit 10 has not determined the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (No in step S408), the control unit 10 proceeds to step S404. When the control unit 10 determines the states of all the light emitting elements LD1 to LD3 (Yes in step S408), the control unit 10 ends the process of FIG.

第4実施形態によれば、故障と判定された発光素子を迂回して他の発光素子へ駆動電流を流すことができる。なお、制御部10は、発光素子について出力低下状態と判定した場合、出力低下状態と判定した発光素子について、駆動電流が迂回しないように制御し、オペレータが指示した出力が得られるように駆動電流を増加する制御を行ってもよい。 According to the fourth embodiment, a drive current can be passed to another light emitting element by bypassing the light emitting element determined to be a failure. When the control unit 10 determines that the light emitting element is in the output reduced state, the control unit 10 controls the light emitting element determined to be in the output reduced state so that the drive current does not bypass, and the drive current is obtained so that the output instructed by the operator can be obtained. May be controlled to increase.

[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態について説明する。図12は、第5実施形態に係るレーザ装置1Eの概略構成を示す図である。なお、第5実施形態において前述の各実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明においては、前述の各実施形態との相違点について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the laser device 1E according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the same components as those in the above-described embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the following description, the differences from the above-described embodiments will be described.

発光素子LD1A〜LD3A、発光素子LD1B〜LD3B及び発光素子LD1C〜LD3Cは、発光素子LD1と同じ発光素子である。レーザ装置1Eにおいては、発光素子LD1A〜、LD2A及びLD3Aが直列に接続され、発光素子LD1B、LD2B及びLD3Bが直列に接続され、発光素子LD1C、LD2C及びLD3Cが直列に接続されている。以下の説明においては、説明の便宜上、発光素子LD1A〜LD3Aの列を発光素子列C1と称し、発光素子LD1B〜LD3Bの列を発光素子列C2と称し、発光素子LD1C〜LD3Cの列を発光素子列C3と称する。なお、各発光素子列で直列に接続される発光素子の数は、3個に限定されるものではなく4個以上であってもよい。 The light emitting elements LD1A to LD3A, the light emitting elements LD1B to LD3B, and the light emitting elements LD1C to LD3C are the same light emitting elements as the light emitting element LD1. In the laser device 1E, the light emitting elements LD1A to LD2A and LD3A are connected in series, the light emitting elements LD1B, LD2B and LD3B are connected in series, and the light emitting elements LD1C, LD2C and LD3C are connected in series. In the following description, for convenience of explanation, the rows of light emitting elements LD1A to LD3A are referred to as light emitting element rows C1, the rows of light emitting elements LD1B to LD3B are referred to as light emitting element rows C2, and the rows of light emitting elements LD1C to LD3C are referred to as light emitting elements. It is referred to as column C3. The number of light emitting elements connected in series in each light emitting element row is not limited to three, and may be four or more.

電圧検出部40A〜40Cは、電圧検出部40と同じく、AD変換部40a、AD変換部40b、AD変換部40c及びAD変換部40dを備えている。なお、図12においては、AD変換部40a、AD変換部40b、AD変換部40c及びAD変換部40dの図示を省略している。電圧検出部40Aは、発光素子LD1Aのアノードにかかる電圧、発光素子LD1Aのカソードと発光素子LD2Aのアノードとの間にかかる電圧、発光素子LD2Aのカソードと発光素子LD3Aのアノードとの間にかかる電圧及び発光素子LD3Aのカソードにかかる電圧を検出する。電圧検出部40Bは、発光素子LD1Bのアノードにかかる電圧、発光素子LD1Bのカソードと発光素子LD2Bのアノードとの間にかかる電圧、発光素子LD2Bのカソードと発光素子LD3Bのアノードとの間にかかる電圧及び発光素子LD3Bのカソードにかかる電圧を検出する。電圧検出部40Cは、発光素子LD1Cのアノードにかかる電圧、発光素子LD1Cのカソードと発光素子LD2Cのアノードとの間にかかる電圧、発光素子LD2Cのカソードと発光素子LD3Cのアノードとの間にかかる電圧及び発光素子LD3Cのカソードにかかる電圧を検出する。 Like the voltage detection unit 40, the voltage detection units 40A to 40C include an AD conversion unit 40a, an AD conversion unit 40b, an AD conversion unit 40c, and an AD conversion unit 40d. In FIG. 12, the AD conversion unit 40a, the AD conversion unit 40b, the AD conversion unit 40c, and the AD conversion unit 40d are not shown. The voltage detection unit 40A has a voltage applied to the anode of the light emitting element LD1A, a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD1A and the anode of the light emitting element LD2A, and a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD2A and the anode of the light emitting element LD3A. And the voltage applied to the cathode of the light emitting element LD3A is detected. The voltage detection unit 40B has a voltage applied to the anode of the light emitting element LD1B, a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD1B and the anode of the light emitting element LD2B, and a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD2B and the anode of the light emitting element LD3B. And the voltage applied to the cathode of the light emitting element LD3B is detected. The voltage detection unit 40C has a voltage applied to the anode of the light emitting element LD1C, a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD1C and the anode of the light emitting element LD2C, and a voltage applied between the cathode of the light emitting element LD2C and the anode of the light emitting element LD3C. And the voltage applied to the cathode of the light emitting element LD3C is detected.

電流センサ30A〜30Cは、電流センサ30と同じセンサである。電流センサ30Aは、発光素子LD3Aのカソードに接続され、発光素子列C1に流れる電流の電流値を測定する。電流センサ30Bは、発光素子LD3Bのカソードに接続され、発光素子列C2に流れる電流の電流値を測定する。電流センサ30Cは、発光素子LD3Cのカソードに接続されており、発光素子列C3に流れる電流の電流値を測定する。 The current sensors 30A to 30C are the same sensors as the current sensor 30. The current sensor 30A is connected to the cathode of the light emitting element LD3A and measures the current value of the current flowing through the light emitting element row C1. The current sensor 30B is connected to the cathode of the light emitting element LD3B and measures the current value of the current flowing through the light emitting element row C2. The current sensor 30C is connected to the cathode of the light emitting element LD3C and measures the current value of the current flowing through the light emitting element row C3.

FET50A〜50Cは、FET50と同じ電界効果トランジスタである。FET50Aは、ドレイン端子が電流センサ30Aを介して発光素子LD3Aのカソードに接続され、ゲート端子がオペアンプ54Aの出力端子に接続され、ソース端子が接地されている。FET50Bは、ドレイン端子が電流センサ30Bを介して発光素子LD3Bのカソードに接続され、ゲート端子がオペアンプ54Bの出力端子に接続され、ソース端子が接地されている。FET50Cは、ドレイン端子が電流センサ30Cを介して発光素子LD3Cのカソードに接続され、ゲート端子がオペアンプ54Cの出力端子に接続され、ソース端子が接地されている。 FETs 50A to 50C are the same field effect transistors as FET50. In the FET 50A, the drain terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3A via the current sensor 30A, the gate terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier 54A, and the source terminal is grounded. In the FET 50B, the drain terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3B via the current sensor 30B, the gate terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier 54B, and the source terminal is grounded. In the FET 50C, the drain terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3C via the current sensor 30C, the gate terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier 54C, and the source terminal is grounded.

オペアンプ54A〜54Cは、入力端子が制御部10とグラウンドに接続されている。オペアンプ54Aの出力端子は、FET50Aのゲート端子に接続され、オペアンプ54Bの出力端子は、FET50Bのゲート端子に接続され、オペアンプ54Cの出力端子は、FET50Cのゲート端子に接続されている。オペアンプ54Aは、制御部10から入力端子に印可される電圧に応じた電圧をFET50Aのゲート端子に印加し、オペアンプ54Bは、制御部10から入力端子に印可される電圧に応じた電圧をFET50Bのゲート端子に印加し、オペアンプ54Cは、制御部10から入力端子に印可される電圧に応じた電圧をFET50Cのゲート端子に印加する。 The input terminals of the operational amplifiers 54A to 54C are connected to the control unit 10 and the ground. The output terminal of the operational amplifier 54A is connected to the gate terminal of the FET 50A, the output terminal of the operational amplifier 54B is connected to the gate terminal of the FET 50B, and the output terminal of the operational amplifier 54C is connected to the gate terminal of the FET 50C. The operational amplifier 54A applies a voltage corresponding to the voltage applied to the input terminal from the control unit 10 to the gate terminal of the FET 50A, and the operational amplifier 54B applies a voltage corresponding to the voltage applied to the input terminal from the control unit 10 to the FET 50B. When applied to the gate terminal, the operational amplifier 54C applies a voltage corresponding to the voltage applied to the input terminal from the control unit 10 to the gate terminal of the FET 50C.

サーミスタ55A〜55Cは、FET50A〜50Cの温度を測定する温度センサとして用いられる。サーミスタ55Aは、FET50Aの近傍に配置されており、制御部10とAD変換部41Aに接続され、制御部10から電圧が印可される。サーミスタ55Bは、FET50Bの近傍に配置されており、制御部10とAD変換部41Bに接続され、制御部10から電圧が印可される。サーミスタ55Cは、FET50Cの近傍に配置されており、制御部10とAD変換部41Cに接続され、制御部10から電圧が印可される。 Thermistors 55A to 55C are used as temperature sensors for measuring the temperature of FETs 50A to 50C. The thermistor 55A is arranged in the vicinity of the FET 50A, is connected to the control unit 10 and the AD conversion unit 41A, and a voltage is applied from the control unit 10. The thermistor 55B is arranged in the vicinity of the FET 50B, is connected to the control unit 10 and the AD conversion unit 41B, and a voltage is applied from the control unit 10. The thermistor 55C is arranged in the vicinity of the FET 50C, is connected to the control unit 10 and the AD conversion unit 41C, and a voltage is applied from the control unit 10.

AD変換部41Aは、サーミスタ55Aの出力電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力し、AD変換部41Bは、サーミスタ55Bの出力電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力し、AD変換部41Cは、サーミスタ55Cの出力電圧を示すデジタル信号を制御部10へ出力する。サーミスタ55A〜55C及びAD変換部41A〜41Cは、温度測定部の一例である。 The AD conversion unit 41A outputs a digital signal indicating the output voltage of the thermistor 55A to the control unit 10, and the AD conversion unit 41B outputs a digital signal indicating the output voltage of the thermistor 55B to the control unit 10, and the AD conversion unit 41C Outputs a digital signal indicating the output voltage of the thermistor 55C to the control unit 10. The thermistors 55A to 55C and AD conversion units 41A to 41C are examples of temperature measuring units.

なお、レーザ装置1Eは、発光素子列、電圧検出部、電流センサ、FET、オペアンプ、サーミスタ、AD変換部の組の数が3である構成であるが、この組の数が4以上である構成、即ち発光素子列が4列以上の構成であってもよい。 The laser device 1E has a configuration in which the number of pairs of the light emitting element train, the voltage detection unit, the current sensor, the FET, the operational amplifier, the thermistor, and the AD conversion unit is 3, but the number of the pairs is 4 or more. That is, the number of light emitting element rows may be four or more.

なお、レーザ装置1Eは前述の迂回回路を有していない構成であるが、迂回回路を有する構成であってもよい。図13は、レーザ装置1Eに対して迂回回路90A〜90Cを加えたレーザ装置1Fの概略構成を示す図である。 Although the laser device 1E does not have the above-mentioned detour circuit, it may have a detour circuit. FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a laser device 1F in which bypass circuits 90A to 90C are added to the laser device 1E.

迂回回路90Aは、FET51A〜53Aを備えている。FET51Aは、ドレイン端子が発光素子LD1Aのアノードに接続され、ソース端子が発光素子LD1Aのカソードと発光素子LD2Aのアノードとの間に接続されている。FET52Aは、ドレイン端子が発光素子LD1Aのカソードと発光素子LD2Aのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD2Aのカソードと発光素子LD3Aのアノードとの間に接続されている。FET53Aは、ドレイン端子が発光素子LD2Aのカソードと発光素子LD3Aのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD3Aのカソードに接続されている。制御部10からFET51Aをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD1Aを迂回し、制御部10からFET52Aをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD2Aを迂回し、制御部10からFET53Aをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD3Aを迂回する。 The detour circuit 90A includes FETs 51A to 53A. In the FET 51A, the drain terminal is connected to the anode of the light emitting element LD1A, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD1A and the anode of the light emitting element LD2A. The drain terminal of the FET 52A is connected between the cathode of the light emitting element LD1A and the anode of the light emitting element LD2A, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2A and the anode of the light emitting element LD3A. In the FET 53A, the drain terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2A and the anode of the light emitting element LD3A, and the source terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3A. When a voltage for turning on the FET 51A is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD1A, and when a voltage for turning on the FET 52A is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD2A. Then, when a voltage for turning on the FET 53A is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD3A.

迂回回路90Bは、FET51B〜53Bを備えている。FET51Bは、ドレイン端子が発光素子LD1Bのアノードに接続され、ソース端子が発光素子LD1Bのカソードと発光素子LD2Bのアノードとの間に接続されている。FET52Bは、ドレイン端子が発光素子LD1Bのカソードと発光素子LD2Bのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD2Bのカソードと発光素子LD3Bのアノードとの間に接続されている。FET53Bは、ドレイン端子が発光素子LD2Bのカソードと発光素子LD3Bのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD3Bのカソードに接続されている。制御部10からFET51Bをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD1Bを迂回し、制御部10からFET52Bをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD2Bを迂回し、制御部10からFET53Bをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD3Bを迂回する。 The detour circuit 90B includes FETs 51B to 53B. In the FET 51B, the drain terminal is connected to the anode of the light emitting element LD1B, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD1B and the anode of the light emitting element LD2B. The drain terminal of the FET 52B is connected between the cathode of the light emitting element LD1B and the anode of the light emitting element LD2B, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2B and the anode of the light emitting element LD3B. In the FET 53B, the drain terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2B and the anode of the light emitting element LD3B, and the source terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3B. When a voltage for turning on the FET 51B is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD1B, and when a voltage for turning on the FET 52B is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD2B. Then, when a voltage for turning on the FET 53B is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD3B.

迂回回路90Cは、FET51C〜53Cを備えている。FET51Cは、ドレイン端子が発光素子LD1Cのアノードに接続され、ソース端子が発光素子LD1Cのカソードと発光素子LD2Cのアノードとの間に接続されている。FET52Cは、ドレイン端子が発光素子LD1Cのカソードと発光素子LD2Cのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD2Cのカソードと発光素子LD3Cのアノードとの間に接続されている。FET53Cは、ドレイン端子が発光素子LD2Cのカソードと発光素子LD3Cのアノードとの間に接続されており、ソース端子が発光素子LD3Cのカソードに接続されている。制御部10からFET51Cをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD1Cを迂回し、制御部10からFET52Cをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD2Cを迂回し、制御部10からFET53Cをオンにする電圧が印可されると、駆動電流は発光素子LD3Cを迂回する。 The detour circuit 90C includes FETs 51C to 53C. In the FET 51C, the drain terminal is connected to the anode of the light emitting element LD1C, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD1C and the anode of the light emitting element LD2C. The drain terminal of the FET 52C is connected between the cathode of the light emitting element LD1C and the anode of the light emitting element LD2C, and the source terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2C and the anode of the light emitting element LD3C. In the FET 53C, the drain terminal is connected between the cathode of the light emitting element LD2C and the anode of the light emitting element LD3C, and the source terminal is connected to the cathode of the light emitting element LD3C. When a voltage for turning on the FET 51C is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD1C, and when a voltage for turning on the FET 52C is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD2C. Then, when a voltage for turning on the FET 53C is applied from the control unit 10, the drive current bypasses the light emitting element LD3C.

なお、レーザ装置1Fは、発光素子列、迂回回路、電圧検出部、電流センサ、FET、オペアンプ、サーミスタ、AD変換部の組の数が3である構成であるが、この組の数が4以上である構成、即ち発光素子列が4列以上の構成であってもよい。 The laser device 1F has a configuration in which the number of sets of the light emitting element train, the bypass circuit, the voltage detection unit, the current sensor, the FET, the operational amplifier, the thermistor, and the AD conversion unit is 3, but the number of these sets is 4 or more. That is, the configuration may have four or more rows of light emitting elements.

図14は、レーザ装置1Eにおいて発光素子列が有する発光素子の状態を判定する処理の流れを示すフローチャートである。図14の処理は、発光素子列毎に行われる。図14に示すフローチャートは、図11のフローチャートに対してステップS412を備えておらず、ステップS413に替えてステップS414を備えている点で相違する。制御部10は、選択した発光素子の状態を、短絡状態、開放状態又は出力低下状態、即ち故障状態と判定した場合、ステップS414において、各発光素子列の駆動電流を制御する。以下、ステップS414で行う処理を説明する。 FIG. 14 is a flowchart showing a flow of processing for determining the state of the light emitting element included in the light emitting element row in the laser device 1E. The processing of FIG. 14 is performed for each light emitting element row. The flowchart shown in FIG. 14 is different from the flowchart of FIG. 11 in that step S412 is not provided and step S414 is provided instead of step S413. When the control unit 10 determines that the selected light emitting element state is a short-circuit state, an open state, or an output reduction state, that is, a failure state, the control unit 10 controls the drive current of each light emitting element row in step S414. Hereinafter, the process performed in step S414 will be described.

具体的には、制御部10は、選択した発光素子の状態が開放状態である場合、選択した発光素子を含む発光素子列に流れていた電流を、選択した発光素子を含んでいない発光素子列に振り分ける。例えば、制御部10は、発光素子列C1の発光素子のいずれかが開放状態と判定した場合、発光素子列C1に流す駆動電流の目標値の1/2を、発光素子列C2に流す駆動電流の目標値に加算し、発光素子列C1に流す駆動電流の目標値の1/2を、発光素子列C3に流す駆動電流の目標値に加算する。次に制御部10は、変更後の目標値に基づいて、FET50Bのゲート端子に印加する電圧と、FET50Cのゲート端子に印加する電圧を制御し、発光素子列C2に流れる駆動電流と発光素子列C3に流れる駆動電流を増加させる。また、制御部10は、FET50Aをオフにして発光素子列C1の駆動を停止する。 Specifically, when the selected light emitting element is in the open state, the control unit 10 transfers the current flowing through the light emitting element row including the selected light emitting element to the light emitting element row not including the selected light emitting element. Sort to. For example, when the control unit 10 determines that any of the light emitting elements in the light emitting element row C1 is in the open state, the control unit 10 sets 1/2 of the target value of the drive current flowing through the light emitting element row C1 to the driving current flowing through the light emitting element row C2. Is added to the target value of, and 1/2 of the target value of the drive current flowing through the light emitting element train C1 is added to the target value of the drive current flowing through the light emitting element train C3. Next, the control unit 10 controls the voltage applied to the gate terminal of the FET 50B and the voltage applied to the gate terminal of the FET 50C based on the changed target value, and the drive current flowing through the light emitting element row C2 and the light emitting element row. Increase the drive current flowing through C3. Further, the control unit 10 turns off the FET 50A and stops driving the light emitting element train C1.

また、制御部10は、例えば発光素子列C1の発光素子のいずれかが短絡状態又は出力低下状態であると判定した場合、短絡状態又は出力低下状態であると判定した発光素子にかかる電圧を、電圧検出部40Aからの信号を基に取得する。制御部10は、例えば短絡状態又は出力低下状態と判定した発光素子について、正常時にかかる基準電圧を取得し、取得した基準電圧とこれらの状態のときにかかる電圧との差分である電圧変化分を算出する。制御部10は、この算出した電圧変化分を発光素子列C1に流す目標の電流値で除算し、短絡状態又は出力低下状態の発光素子について、正常状態からこれらの状態へ変化したことによる抵抗値の変化分を算出する。 Further, when, for example, the control unit 10 determines that any of the light emitting elements in the light emitting element row C1 is in the short-circuited state or the output reduced state, the control unit 10 determines the voltage applied to the light-emitting element determined to be in the short-circuited state or the output reduced state. Acquired based on the signal from the voltage detection unit 40A. For example, the control unit 10 acquires the reference voltage applied in the normal state for the light emitting element determined to be in the short-circuited state or the output reduced state, and obtains the voltage change amount which is the difference between the acquired reference voltage and the voltage applied in these states. calculate. The control unit 10 divides the calculated voltage change by the target current value to be passed through the light emitting element train C1, and the resistance value of the light emitting element in the short-circuited state or the output low state due to the change from the normal state to these states. Calculate the change in.

次に制御部10は、算出した抵抗値の変化分に基づいて、短絡状態又は出力低下状態で定電流制御を行っていない場合に発光素子列C1に流れる電流と、発光素子列C1に流す目標の電流値との差分であるΔIaを算出する。制御部10は、発光素子列C1に流す電流の目標値からΔIaを引いた電流値を、発光素子列C1に流す電流の新たな目標値とする。また、制御部10は、ΔIaを、故障状態の発光素子がない発光素子列の数で除算し、故障状態の発光素子がない発光素子列に流す電流の増加分であるΔIbを算出する。例えば、発光素子列C2と発光素子列C3に故障状態の発光素子がない場合、ΔIbは、ΔIa/2となる。制御部10は、発光素子列C2に流す電流の目標値にΔIa/2を加算し、発光素子列C3に流す電流の目標値にもΔIa/2を加算する。次に制御部10は、更新した目標値の駆動電流に対応した電圧がFET50A、50B及び50Cのゲート端子に印加されるように、オペアンプ54A、54B及び54Cを制御する。 Next, the control unit 10 determines the current flowing through the light emitting element row C1 and the target flowing through the light emitting element row C1 when the constant current control is not performed in the short-circuited state or the output reduced state based on the calculated change in the resistance value. ΔIa, which is the difference from the current value of, is calculated. The control unit 10 sets the current value obtained by subtracting ΔIa from the target value of the current flowing through the light emitting element array C1 as a new target value of the current flowing through the light emitting element array C1. Further, the control unit 10 divides ΔIa by the number of light emitting element trains having no light emitting element in the failed state, and calculates ΔIb which is an increase in the current flowing through the light emitting element train having no light emitting element in the failed state. For example, when there is no light emitting element in the faulty state in the light emitting element row C2 and the light emitting element row C3, ΔIb becomes ΔIa / 2. The control unit 10 adds ΔIa / 2 to the target value of the current flowing through the light emitting element train C2, and adds ΔIa / 2 to the target value of the current flowing through the light emitting element train C3. Next, the control unit 10 controls the operational amplifiers 54A, 54B and 54C so that the voltage corresponding to the updated drive current of the target value is applied to the gate terminals of the FETs 50A, 50B and 50C.

なお、レーザ装置1Eにおいては、選択した発光素子について出力低下状態と判定した場合、出力低下状態と判定した発光素子について、第1出力故障閾値及び第2出力故障閾値を下げるようにしてもよい。 In the laser device 1E, when it is determined that the selected light emitting element is in the output reduced state, the first output failure threshold value and the second output failure threshold value may be lowered for the light emitting element determined to be in the output reduced state.

次にレーザ装置1Fの場合、発光素子の状態を判定する処理は、図11のフローチャートにおいて、ステップS413をステップS414に替えたものとなるが、開放故障と判定した場合の処理がレーザ装置1Eの場合と異なる。レーザ装置1Fの場合、予め発光素子LD1A〜LD3A、LD1B〜LD3B、LD1C〜LD3Cの抵抗値を記憶している。レーザ装置1Fの制御部10は、例えば、発光素子列C1についてステップS404で選択した発光素子を開放状態と判定した場合、選択した発光素子を含む発光素子列C1の抵抗値から開放状態と判定した発光素子の抵抗値を減算し、その差分を正常状態から故障状態へ変化したことによる抵抗値の変化分とする。次に制御部10は、算出した抵抗値の変化分に基づいて、迂回回路90Aで開放状態の発光素子を迂回して定電流制御を行っていない場合に発光素子列C1に流れる電流と、発光素子列C1に流す目標の電流値との差分であるΔIaを算出する。制御部10は、発光素子列C1に流す電流の目標値からΔIaを引いた電流値を、発光素子列C1に流す電流の新たな目標値とする。また、制御部10は、ΔIa=ΔIbとし、発光素子列C2に流す電流の目標値にΔIbを加算し、発光素子列C3に流す電流の目標値にもΔIbを加算する。次に制御部10は、更新した目標値の駆動電流に対応した電圧がFET50A、50B及び50Cのゲート端子に印加されるように、オペアンプ54A、54B及び54Cを制御する。 Next, in the case of the laser device 1F, the process of determining the state of the light emitting element is the process of replacing step S413 with step S414 in the flowchart of FIG. 11, but the process of determining the open failure is the process of determining the state of the laser device 1E. Different from the case. In the case of the laser device 1F, the resistance values of the light emitting elements LD1A to LD3A, LD1B to LD3B, and LD1C to LD3C are stored in advance. For example, when the control unit 10 of the laser device 1F determines that the light emitting element selected in step S404 for the light emitting element row C1 is in the open state, the control unit 10 determines that the light emitting element row C1 including the selected light emitting element is in the open state. The resistance value of the light emitting element is subtracted, and the difference is taken as the change in the resistance value due to the change from the normal state to the failed state. Next, the control unit 10 bypasses the light emitting element in the open state in the bypass circuit 90A based on the calculated change in the resistance value, and when the constant current control is not performed, the current flowing in the light emitting element row C1 and the light emission. ΔIa, which is the difference from the target current value to be passed through the element train C1, is calculated. The control unit 10 sets the current value obtained by subtracting ΔIa from the target value of the current flowing through the light emitting element array C1 as a new target value of the current flowing through the light emitting element array C1. Further, the control unit 10 sets ΔIa = ΔIb, adds ΔIb to the target value of the current flowing through the light emitting element array C2, and adds ΔIb to the target value of the current flowing through the light emitting element array C3. Next, the control unit 10 controls the operational amplifiers 54A, 54B and 54C so that the voltage corresponding to the updated drive current of the target value is applied to the gate terminals of the FETs 50A, 50B and 50C.

なお、駆動電流の電流値を増加させた場合、FETの温度が上昇し、加熱によりFETが故障する虞がある。加熱によるFETの故障を防ぐため、レーザ装置1E及びレーザ装置1Fにおいて、ステップS414にて駆動電流を制御する際に、FET50A〜50Bの温度を考慮して駆動電流の制御を行うようにしてもよい。図15は、ステップS414においてFET50A〜50Cの温度を考慮して駆動電流の制御を行う場合の処理の流れを示すフローチャートの一例である。 If the current value of the drive current is increased, the temperature of the FET rises, and there is a risk that the FET will fail due to heating. In order to prevent FET failure due to heating, when controlling the drive current in step S414 in the laser device 1E and the laser device 1F, the drive current may be controlled in consideration of the temperatures of the FETs 50A to 50B. .. FIG. 15 is an example of a flowchart showing a processing flow when the drive current is controlled in consideration of the temperatures of the FETs 50A to 50C in step S414.

まず制御部10は、FET50A〜50Cが、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプであるか判断する。これは、FET50A〜50Cは、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプと、横軸を電流値とし縦軸を温度としたときに電流値と温度との関係が上に凸の二次関数のようになるタイプがあるためである。制御部10は、FETについて、このタイプを示すデータを予め記憶しており、記憶しているデータに基づいてFET50A〜50Cのタイプを判定する(ステップS501)。 First, the control unit 10 determines whether the FETs 50A to 50C are of a type in which the temperature monotonically increases as the flowing current increases. This is because the FETs 50A to 50C have a type in which the temperature increases monotonically as the flowing current increases, and a type in which the relationship between the current value and the temperature is convex upward when the horizontal axis is the current value and the vertical axis is the temperature. This is because there is a type that looks like the following function. The control unit 10 stores data indicating this type of FET in advance, and determines the type of FETs 50A to 50C based on the stored data (step S501).

制御部10は、FET50A〜50Cが、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプである場合(ステップS501でYES)、前述のΔIa及びΔIbを算出する(ステップS502)。制御部10は、算出したΔIa及びΔIbに基づいて、各発光素子列に流す駆動電流の目標値を決定し、決定した目標値となるように駆動電流を制御する(ステップS503)。ここでは、制御部10は、故障状態の発光素子がない発光素子列に流す電流の増加分を、例えばΔIb/2とする。また、ここで制御部10は、駆動電流を変更する前のFET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて算出し、算出した温度をFET50A〜50Cの温度として記憶する。 When the FETs 50A to 50C are of a type in which the temperature monotonically increases with an increase in the flowing current (YES in step S501), the control unit 10 calculates the above-mentioned ΔIa and ΔIb (step S502). The control unit 10 determines a target value of the drive current to be passed through each light emitting element train based on the calculated ΔIa and ΔIb, and controls the drive current so as to be the determined target value (step S503). Here, the control unit 10 sets, for example, ΔIb / 2 to the amount of increase in the current flowing through the light emitting element row in which there is no light emitting element in the failed state. Further, here, the control unit 10 calculates the temperature of the FETs 50A to 50C before changing the drive current based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and stores the calculated temperature as the temperature of the FETs 50A to 50C.

次に制御部10は、電流センサ30A〜30Cの測定結果から、ステップS503の後で駆動電流が変化しなかったか判断する(ステップS504)。制御部10は、駆動電流が変化していなかった場合(ステップS504でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS518)。制御部10は、ステップS503の後で駆動電流が変化していた場合(ステップS504でNO)、測定された駆動電流の電流値のいずれかが予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS505)。制御部10は、測定した電流値のいずれかが駆動電流の上限値に達している場合(ステップS505でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS518)。 Next, the control unit 10 determines from the measurement results of the current sensors 30A to 30C whether or not the drive current has changed after step S503 (step S504). When the drive current has not changed (YES in step S504), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S518). When the drive current has changed after step S503 (NO in step S504), the control unit 10 determines whether any of the measured current values of the drive current has reached a predetermined upper limit value (NO). Step S505). When any of the measured current values reaches the upper limit value of the drive current (YES in step S505), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S518).

制御部10は、測定した電流値のいずれも駆動電流の上限値に達していない場合(ステップS505でNO)、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて取得する(ステップS506)。制御部10は、ここで取得した温度と、ステップS503で駆動電流を変化させる前に記憶したFET50A〜50Cの温度とを比較し、温度変化が0を超えているか、即ち温度が上昇したか判断する(ステップS507)。制御部10は、温度変化が0を超えている場合(ステップS507でYES)、温度上昇量の逆比に基づいて駆動電流の目標値を設定する(ステップS508)。例えば、発光素子列C1に故障した発光素子があり、発光素子列C2、C3には故障した発光素子がない場合、発光素子列C2の温度上昇と発光素子列C3の温度上昇の比が1:2であると、発光素子列C2、C3で増加させる電流の残りの増加分について、発光素子列C2での増加分と発光素子列C3での増加分が2:1となるようにする。 When none of the measured current values has reached the upper limit of the drive current (NO in step S505), the control unit 10 acquires the temperatures of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C (NO). Step S506). The control unit 10 compares the temperature acquired here with the temperatures of the FETs 50A to 50C stored before changing the drive current in step S503, and determines whether the temperature change exceeds 0, that is, whether the temperature has risen. (Step S507). When the temperature change exceeds 0 (YES in step S507), the control unit 10 sets the target value of the drive current based on the inverse ratio of the temperature rise amount (step S508). For example, when there is a failed light emitting element in the light emitting element row C1 and there is no failed light emitting element in the light emitting element rows C2 and C3, the ratio of the temperature rise of the light emitting element row C2 to the temperature rise of the light emitting element row C3 is 1: 1. If it is 2, the increase in the light emitting element row C2 and the increase in the light emitting element row C3 are set to 2: 1 with respect to the remaining increase in the current to be increased in the light emitting element rows C2 and C3.

制御部10は、各発光素子列の駆動電流がステップS508で設定した目標値となるように、駆動電流を制御する(ステップS509)。次に制御部10は、電流センサ30A〜30Cの測定結果から、ステップS509の後で駆動電流が変化しなかったか判断する(ステップS510)。制御部10は、駆動電流が変化していなかった場合(ステップS510でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS518)。制御部10は、駆動電流が変化していた場合(ステップS510でNO)、測定された駆動電流の電流値が予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS511)。制御部10は、測定した電流値のいずれかが駆動電流の上限値に達している場合(ステップS511でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS518)。制御部10は、測定した電流値のいずれも駆動電流の上限値に達していない場合(ステップS511でNO)、ステップS408へ戻る。 The control unit 10 controls the drive current so that the drive current of each light emitting element row becomes the target value set in step S508 (step S509). Next, the control unit 10 determines from the measurement results of the current sensors 30A to 30C whether or not the drive current has changed after step S509 (step S510). When the drive current has not changed (YES in step S510), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S518). When the drive current has changed (NO in step S510), the control unit 10 determines whether the measured current value of the drive current has reached a predetermined upper limit value (step S511). When any of the measured current values reaches the upper limit value of the drive current (YES in step S511), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S518). When none of the measured current values has reached the upper limit of the drive current (NO in step S511), the control unit 10 returns to step S408.

制御部10は、ステップS501でNO又はステップS507でNOと判断した場合、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて取得し、FET50A〜50Cの温度の順番を取得する(ステップS512)。 When the control unit 10 determines NO in step S501 or NO in step S507, the control unit 10 acquires the temperatures of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and acquires the order of the temperatures of the FETs 50A to 50C. (Step S512).

次に制御部10は、駆動電流を増加させるFETを選択する(ステップS513)。ここで、制御部10は、温度の高い順にFETを選択するため、最初は、ステップS512で取得した温度の順番のうち、最も温度が高いFETを選択する。後述するステップS517の判断でステップS513に戻ったときは、温度の降順で二番目であるFETを選択し、再度ステップS513に戻ったときは温度の降順で三番目であるFETを選択し、FETの温度の降順で選択する。 Next, the control unit 10 selects an FET that increases the drive current (step S513). Here, since the control unit 10 selects the FETs in descending order of temperature, first, the FET having the highest temperature is selected from the order of the temperatures acquired in step S512. When returning to step S513 at the judgment of step S517 described later, the FET which is the second in the descending order of temperature is selected, and when returning to step S513 again, the FET which is the third in descending order of temperature is selected and the FET is selected. Select in descending order of temperature.

次に制御部10は、選択したFETの駆動電流を所定の増加量で増加させる(ステップS514)。制御部10は、ステップS514の後、光強度検出部80からの信号に基づいて、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値であるか判断する(ステップS515)。 Next, the control unit 10 increases the drive current of the selected FET by a predetermined increase amount (step S514). After step S514, the control unit 10 determines whether the light intensity output by the light emitting element trains C1 to C3 is the target value of the output specified by the operator based on the signal from the light intensity detection unit 80 (). Step S515).

制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達した場合、処理の流れをステップS408へ移す(ステップS515でYES)。制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達していない場合(ステップS515でNO)、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達しているか判断する(ステップS516)。制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達していない場合(ステップS516でNO)、処理の流れをステップS514へ移す。 When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 reaches the target value of the output specified by the operator, the control unit 10 shifts the processing flow to step S408 (YES in step S515). When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 does not reach the target value of the output specified by the operator (NO in step S515), the control unit 10 has an upper limit of the current value of the drive current of the selected FET. It is determined whether the value has been reached (step S516). When the current value of the drive current of the selected FET has not reached the upper limit value (NO in step S516), the control unit 10 shifts the processing flow to step S514.

制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達している場合(ステップS516でYES)、全ての発光素子列の駆動電流を増加させたか判断する(ステップS517)。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させていない場合(ステップS517でNO)、ステップS513へ戻り、次に駆動電流を増加させるFETを選択する。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させた場合(ステップS517でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS518)。 When the current value of the drive current of the selected FET has reached the upper limit value (YES in step S516), the control unit 10 determines whether the drive current of all the light emitting element trains has been increased (step S517). When the drive currents of all the light emitting element trains are not increased (NO in step S517), the control unit 10 returns to step S513 and then selects an FET for increasing the drive currents. When the drive currents of all the light emitting element trains are increased (YES in step S517), the control unit 10 stops the drive of the light emitting elements (step S518).

なお、制御部10は、ステップS509の後、光強度検出部80からの信号に基づいて、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値であるか判断し、測定した光の強度が目標値を超えている場合、駆動電流が最も大きい発光素子列の駆動電流又は温度が最も高いFETにより駆動される発光素子列の駆動電流を下げるように、光の強度を目標値としたPI制御を行うようにしてもよい。 After step S509, the control unit 10 determines whether the light intensity output by the light emitting element trains C1 to C3 is the target value of the output specified by the operator based on the signal from the light intensity detection unit 80. However, when the measured light intensity exceeds the target value, the drive current of the light emitting element train having the largest drive current or the drive current of the light emitting element train driven by the FET having the highest temperature is lowered. PI control may be performed with the intensity as the target value.

また、ステップS414にて行う駆動電流の制御は、図16に示すフローチャートの処理としてもよい。この場合、制御部10は、まず前述のΔIa及びΔIbを算出する(ステップS601)。制御部10は、算出したΔIa及びΔIbに基づいて、各発光素子列に流す駆動電流の目標値を決定し、決定した目標値となるように駆動電流を制御する(ステップS602)。ここでは、制御部10は、故障状態の発光素子がない発光素子列に流す電流の増加分を、例えばΔIb/2をとする。また、ここで制御部10は、駆動電流を変更する前のFET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて算出し、算出した温度をFET50A〜50Cの温度として記憶する。 Further, the control of the drive current performed in step S414 may be a process of the flowchart shown in FIG. In this case, the control unit 10 first calculates the above-mentioned ΔIa and ΔIb (step S601). The control unit 10 determines a target value of the drive current to be passed through each light emitting element train based on the calculated ΔIa and ΔIb, and controls the drive current so as to be the determined target value (step S602). Here, the control unit 10 sets, for example, ΔIb / 2 as the amount of increase in the current flowing through the light emitting element train that does not have the light emitting element in the failed state. Further, here, the control unit 10 calculates the temperature of the FETs 50A to 50C before changing the drive current based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and stores the calculated temperature as the temperature of the FETs 50A to 50C.

次に制御部10は、電流センサ30A〜30Cの測定結果から、ステップS602の後で駆動電流が変化しなかったか判断する(ステップS603)。制御部10は、駆動電流が変化していなかった場合(ステップS603でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS619)。制御部10は、ステップS602の後で駆動電流が変化していた場合(ステップS603でNO)、測定された駆動電流の電流値のいずれかが予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS604)。制御部10は、測定した電流値のいずれかが駆動電流の上限値に達している場合(ステップS604でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS619)。 Next, the control unit 10 determines from the measurement results of the current sensors 30A to 30C whether or not the drive current has changed after step S602 (step S603). When the drive current has not changed (YES in step S603), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S619). When the drive current has changed after step S602 (NO in step S603), the control unit 10 determines whether any of the measured current values of the drive current has reached a predetermined upper limit value (NO). Step S604). When any of the measured current values reaches the upper limit value of the drive current (YES in step S604), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S619).

制御部10は、測定した電流値のいずれも駆動電流の上限値に達していない場合(ステップS604でNO)、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて取得する(ステップS605)。制御部10は、ここで取得した温度と、ステップS602で駆動電流を変化させる前に記憶したFET50A〜50Cの温度とを比較し、温度変化がマイナスのFETがあるか判断する(ステップS606)。 When none of the measured current values has reached the upper limit of the drive current (NO in step S604), the control unit 10 acquires the temperatures of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C (NO). Step S605). The control unit 10 compares the temperature acquired here with the temperatures of the FETs 50A to 50C stored before changing the drive current in step S602, and determines whether or not there is an FET whose temperature change is negative (step S606).

制御部10は、温度変化がマイナスであるFETがない場合(ステップS606でNO)、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて算出して取得し、FET50A〜50Cの温度の順番を取得する(ステップS607)。 When there is no FET whose temperature change is negative (NO in step S606), the control unit 10 calculates and acquires the temperature of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and obtains the temperature of the FETs 50A to 50C. The order of temperatures is acquired (step S607).

次に制御部10は、駆動電流を増加させるFETを選択する(ステップS608)。ここで、制御部10は、温度の低い順にFETを選択するため、最初は、ステップS607で取得した温度の順番のうち、最も温度が低いFETを選択する。後述するステップS612の判断でステップS608に戻ったときは、温度の昇順で二番目のFETを選択し、再度ステップS513に戻ったときは昇順で三番目のFETを選択し、FETの温度の昇順で選択する。 Next, the control unit 10 selects an FET that increases the drive current (step S608). Here, since the control unit 10 selects the FETs in ascending order of temperature, first, the FET having the lowest temperature is selected from the order of the temperatures acquired in step S607. When returning to step S608 based on the determination of step S612 described later, the second FET is selected in ascending order of temperature, and when returning to step S513 again, the third FET is selected in ascending order and the temperature of the FET is ascending. Select with.

制御部10は、選択したFETの駆動電流を所定の増加量で増加させる(ステップS609)。制御部10は、ステップS609の後、光強度検出部80からの信号に基づいて、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達しているか判断する(ステップS610)。 The control unit 10 increases the drive current of the selected FET by a predetermined increase amount (step S609). After step S609, the control unit 10 determines whether the light intensity output by the light emitting element trains C1 to C3 has reached the output target value specified by the operator based on the signal from the light intensity detection unit 80. (Step S610).

制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達した場合、処理の流れをステップS408へ移す(ステップS610でYES)。制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達していない場合(ステップS610でNO)、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値を超えているか判断する(ステップS611)。制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達していない場合(ステップS611でNO)、処理の流れをステップS609へ移す。 When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 reaches the target value of the output specified by the operator, the control unit 10 shifts the processing flow to step S408 (YES in step S610). When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 does not reach the target value of the output specified by the operator (NO in step S610), the control unit 10 has an upper limit of the current value of the drive current of the selected FET. It is determined whether the value is exceeded (step S611). When the current value of the drive current of the selected FET has not reached the upper limit value (NO in step S611), the control unit 10 shifts the processing flow to step S609.

制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達している場合(ステップS611でYES)、全ての発光素子列の駆動電流を増加させたか判断する(ステップS612)。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させていない場合(ステップS612でNO)、ステップS608へ戻り、次に駆動電流を増加させるFETを選択する。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させた場合(ステップS612でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS619)。 When the current value of the drive current of the selected FET has reached the upper limit value (YES in step S611), the control unit 10 determines whether the drive currents of all the light emitting element trains have been increased (step S612). When the drive currents of all the light emitting element trains are not increased (NO in step S612), the control unit 10 returns to step S608 and then selects the FET for increasing the drive currents. When the drive currents of all the light emitting element trains are increased (YES in step S612), the control unit 10 stops driving the light emitting elements (step S619).

制御部10は、温度変化がマイナスであるFETがある場合(ステップS606でYES)、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて算出して取得し、FET50A〜50Cの温度の順番を取得する(ステップS613)。 When there is an FET whose temperature change is negative (YES in step S606), the control unit 10 calculates and acquires the temperature of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and obtains the FETs 50A to 50C. The order of temperatures is acquired (step S613).

次に制御部10は、駆動電流を増加させるFETを選択する(ステップS614)。ここで、制御部10は、例えば、電流に対する温度変化が負であったFETのうち、温度の高い順にFETを選択することができる。いずれのFETも温度変化が負であった場合、最初は、ステップS613で取得した温度の順番のうち、最も温度が高いFETを選択する。後述するステップS618の判断でステップS614に戻ったときは、温度の降順で二番目のFETを選択し、再度ステップS614に戻ったときは降順で三番目のFETを選択し、FETの温度の降順で選択する。いずれか1または複数のFETの温度変化が負であり、他の1または複数のFETの温度変化が正である場合、最初は、電流に対する温度変化が負であったFETのうち、最も温度が高いFETを選択する。後述するステップS618の判断でステップS614に戻ったときは、電流に対する温度変化が負であったFETのうち、温度の降順で二番目のFETを選択する。電流に対する温度変化が負であったFETの全てが駆動電流の上限に達した場合、電流に対する温度変化が正であったFETのうち、最も温度が低いFETを選択する。その後、後述するステップS618の判断でステップS614に戻ったときは、電流に対する温度変化が正であったFETのうち、温度の昇順で二番目のFETを選択する。尚、電流に対する温度変化が負であったFETの駆動電流の上限は、例えば、回路部品の性能に応じて(例えば、オペアンプ54A、54B及び54Cの電圧上限等)定めることができ、電流に対する温度変化が正であったFETの駆動電流の上限は、FETの温度の上限値等から定めることができる。このため、これら駆動電流の上限は異なっていてもよい。 Next, the control unit 10 selects an FET that increases the drive current (step S614). Here, for example, the control unit 10 can select the FETs in descending order of temperature among the FETs whose temperature change with respect to the current is negative. When the temperature change of any of the FETs is negative, first, the FET having the highest temperature is selected from the order of the temperatures acquired in step S613. When returning to step S614 at the judgment of step S618 described later, the second FET is selected in descending order of temperature, and when returning to step S614 again, the third FET is selected in descending order, and the descending order of the FET temperature. Select with. If the temperature change of any one or more FETs is negative and the temperature change of the other one or more FETs is positive, the temperature of the FETs that initially had a negative temperature change with respect to the current is the highest. Select a high FET. When the process returns to step S614 based on the determination in step S618 described later, the second FET is selected in descending order of temperature among the FETs whose temperature change with respect to the current is negative. When all the FETs having a negative temperature change with respect to the current reach the upper limit of the drive current, the FET having the lowest temperature among the FETs having a positive temperature change with respect to the current is selected. After that, when the process returns to step S614 based on the determination in step S618 described later, the second FET is selected in ascending order of temperature among the FETs whose temperature change with respect to the current is positive. The upper limit of the driving current of the FET whose temperature change with respect to the current is negative can be determined, for example, according to the performance of the circuit component (for example, the upper limit of the voltage of the operational amplifiers 54A, 54B and 54C), and the temperature with respect to the current. The upper limit of the driving current of the FET whose change is positive can be determined from the upper limit of the temperature of the FET and the like. Therefore, the upper limits of these drive currents may be different.

制御部10は、選択したFETの駆動電流を所定の増加量で増加させる(ステップS615)。制御部10は、ステップS615の後、光強度検出部80からの信号に基づいて、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達しているか判断する(ステップS616)。 The control unit 10 increases the drive current of the selected FET by a predetermined increase amount (step S615). After step S615, the control unit 10 determines whether the light intensity output by the light emitting element trains C1 to C3 has reached the output target value specified by the operator based on the signal from the light intensity detection unit 80. (Step S616).

制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達した場合、処理の流れをステップS408へ移す(ステップS616でYES)。制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達していない場合(ステップS616でNO)、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達しているか判断する(ステップS617)。制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達していない場合(ステップS617でNO)、処理の流れをステップS615へ移す。 When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 reaches the target value of the output specified by the operator, the control unit 10 shifts the processing flow to step S408 (YES in step S616). When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 does not reach the target value of the output specified by the operator (NO in step S616), the control unit 10 has an upper limit of the current value of the drive current of the selected FET. It is determined whether the value has been reached (step S617). When the current value of the drive current of the selected FET has not reached the upper limit value (NO in step S617), the control unit 10 shifts the processing flow to step S615.

制御部10は、選択したFETの駆動電流の電流値が上限値に達している場合(ステップS617でYES)、全ての発光素子列の駆動電流を増加させたか判断する(ステップS618)。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させていない場合(ステップS618でNO)、ステップS614へ戻り、次に駆動電流を増加させるFETを選択する。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させた場合(ステップS618でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS619)。 When the current value of the drive current of the selected FET has reached the upper limit value (YES in step S617), the control unit 10 determines whether the drive current of all the light emitting element trains has been increased (step S618). When the drive currents of all the light emitting element trains are not increased (NO in step S618), the control unit 10 returns to step S614 and then selects an FET for increasing the drive currents. When the drive currents of all the light emitting element trains are increased (YES in step S618), the control unit 10 stops the drive of the light emitting elements (step S619).

なお、図16に示すフローチャートにおいては、FET50A〜50Cが、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプであるかステップS604の後で判断し、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプである場合、ステップS607へ処理の流れを移してもよい。 In the flowchart shown in FIG. 16, it is determined after step S604 whether the FETs 50A to 50C are of a type in which the temperature monotonically increases as the flowing current increases, and the temperature monotonously increases as the flowing current increases. In the case of the type, the processing flow may be shifted to step S607.

また、ステップS414にて行う駆動電流の制御は、図17に示すフローチャートの処理としてもよい。この場合、まず制御部10は、FET50A〜50Cが、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプであるか判断する。制御部10は、FETについて、このタイプを示すデータを予め記憶しており、記憶しているデータに基づいてFET50A〜50Cのタイプを判定する(ステップS701)。 Further, the control of the drive current performed in step S414 may be a process of the flowchart shown in FIG. In this case, the control unit 10 first determines whether the FETs 50A to 50C are of a type in which the temperature monotonically increases as the flowing current increases. The control unit 10 stores data indicating this type of FET in advance, and determines the type of FETs 50A to 50C based on the stored data (step S701).

制御部10は、FET50A〜50Cが、流す電流の増加に応じて温度が単調増加するタイプである場合(ステップS701でYES)、前述のΔIa及びΔIbを算出する(ステップ702)。制御部10は、算出したΔIa及びΔIbに基づいて、各発光素子列に流す駆動電流の目標値を決定し、決定した目標値となるように駆動電流を制御する(ステップ703)。ここでは、制御部10は、故障状態の発光素子がない発光素子列に流す電流の増加分を、例えばΔIb/2をとする。 When the FETs 50A to 50C are of a type in which the temperature monotonically increases with an increase in the flowing current (YES in step S701), the control unit 10 calculates the above-mentioned ΔIa and ΔIb (step 702). The control unit 10 determines a target value of the drive current to be passed through each light emitting element train based on the calculated ΔIa and ΔIb, and controls the drive current so as to be the determined target value (step 703). Here, the control unit 10 sets, for example, ΔIb / 2 as the amount of increase in the current flowing through the light emitting element train that does not have the light emitting element in the failed state.

次に制御部10は、電流センサ30A〜30Cの測定結果から、ステップS703の後で駆動電流が変化しなかったか判断する(ステップS704)。制御部10は、駆動電流が変化していなかった場合(ステップS704でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS717)。制御部10は、ステップS703の後で駆動電流が変化していた場合(ステップS704でNO)、測定された駆動電流の電流値が予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS705)。制御部10は、測定した駆動電流の電流値が上限値に達している場合(ステップS705でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS717)。 Next, the control unit 10 determines from the measurement results of the current sensors 30A to 30C whether or not the drive current has changed after step S703 (step S704). When the drive current has not changed (YES in step S704), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S717). When the drive current has changed after step S703 (NO in step S704), the control unit 10 determines whether the measured current value of the drive current has reached a predetermined upper limit value (step S705). .. When the measured current value of the drive current reaches the upper limit value (YES in step S705), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S717).

制御部10は、測定した電流値のいずれも上限値に達していない場合(ステップS705でNO)、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて取得する(ステップS706)。制御部10は、FET50A〜50Cの温度の平均を算出し、最大の温度となっているFETの温度について、温度の平均+αとなるように駆動電流を制御する(ステップS707)。ここでαは例えば1℃であるが1℃に限定されるものではない。次に制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータより指定された出力の目標値となるように、最低の温度となっているFETを制御し、当該FETで駆動される発光素子列の駆動電流をPI制御する(ステップS708)。 When none of the measured current values has reached the upper limit value (NO in step S705), the control unit 10 acquires the temperatures of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C (step S706). .. The control unit 10 calculates the average temperature of the FETs 50A to 50C, and controls the drive current so that the average temperature of the FETs, which is the maximum temperature, is + α (step S707). Here, α is, for example, 1 ° C., but is not limited to 1 ° C. Next, the control unit 10 controls the FET having the lowest temperature so that the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 becomes the target value of the output specified by the operator, and drives the FET. PI control is performed on the drive current of the light emitting element train (step S708).

次に制御部10は、ステップS708の後で駆動電流が変化しなかったか判断する(ステップS709)。制御部10は、ステップS708の後で駆動電流が変化していなかった場合(ステップS709でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS717)。制御部10は、ステップS708の後で駆動電流が変化していた場合(ステップS709でNO)、測定された駆動電流の電流値が予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS710)。制御部10は、測定した駆動電流の電流値が上限値に達している場合(ステップS710でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS717)。制御部10は、測定した駆動電流の電流値が上限値に達していない場合(ステップS710でNO)、ステップS408へ戻る。 Next, the control unit 10 determines whether or not the drive current has changed after step S708 (step S709). If the drive current has not changed after step S708 (YES in step S709), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S717). When the drive current has changed after step S708 (NO in step S709), the control unit 10 determines whether the measured current value of the drive current has reached a predetermined upper limit value (step S710). .. When the measured current value of the drive current reaches the upper limit value (YES in step S710), the control unit 10 stops driving the light emitting element (step S717). When the measured current value of the drive current does not reach the upper limit value (NO in step S710), the control unit 10 returns to step S408.

制御部10は、ステップS701でNOと判断した場合、FET50A〜50Cの温度をAD変換部41A〜41Cからの信号に基づいて取得し、FET50A〜50Cの温度の順番を取得する(ステップS711)。 When the control unit 10 determines NO in step S701, the control unit 10 acquires the temperatures of the FETs 50A to 50C based on the signals from the AD conversion units 41A to 41C, and acquires the order of the temperatures of the FETs 50A to 50C (step S711).

次に制御部10は、駆動電流を増加させるFETを選択する(ステップS712)。ここで、制御部10は、温度の低い順にFETを選択するため、最初は、ステップS712で取得した温度の順番のうち、最も温度が低いFETを選択する。後述するステップS716の判断でステップS712に戻ったときは、温度の昇順で二番目であるFETを選択し、再度ステップS712に戻ったときは温度の昇順で三番目であるFETを選択し、FETの温度の昇順で選択する。 Next, the control unit 10 selects an FET that increases the drive current (step S712). Here, since the control unit 10 selects the FETs in ascending order of temperature, first, the FET having the lowest temperature is selected from the order of the temperatures acquired in step S712. When the process returns to step S712 at the judgment of step S716 described later, the FET which is the second in the ascending order of temperature is selected, and when returning to step S712 again, the FET which is the third in the ascending order of temperature is selected and the FET is selected. Select in ascending order of temperature.

制御部10は、選択したFETの駆動電流を所定の増加量で増加させる(ステップS713)。制御部10は、ステップS713の後、光強度検出部80からの信号に基づいて、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値であるか判断する(ステップS714)。 The control unit 10 increases the drive current of the selected FET by a predetermined increase amount (step S713). After step S713, the control unit 10 determines whether the light intensity output by the light emitting element trains C1 to C3 is the target value of the output specified by the operator based on the signal from the light intensity detection unit 80 (). Step S714).

制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達した場合、処理の流れをステップS408へ移す(ステップS714でYES)。制御部10は、発光素子列C1〜C3が出力した光の強度がオペレータにより指定された出力の目標値に達していない場合(ステップS714でNO)、選択したFETの温度をAD変換部からの信号に基づいて取得し、取得した温度が予め定められた上限値に達しているか判断する(ステップS715)。制御部10は、選択したFETの温度が予め定められた上限値に達していない場合(ステップS715でNO)、処理の流れをステップS713へ移す。制御部10は、選択したFETの温度が予め定められた上限値に達している場合(ステップS715でYES)、全ての発光素子列の駆動電流を増加させたか判断する(ステップS716)。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させていない場合(ステップS716でNO)、ステップS713へ戻り、次に駆動電流を増加させるFETを選択する。制御部10は、全ての発光素子列の駆動電流を増加させた場合(ステップS716でYES)、発光素子の駆動を停止する(ステップS717)。 When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 reaches the target value of the output specified by the operator, the control unit 10 shifts the processing flow to step S408 (YES in step S714). When the intensity of the light output by the light emitting element trains C1 to C3 does not reach the target value of the output specified by the operator (NO in step S714), the control unit 10 sets the temperature of the selected FET from the AD conversion unit. It is acquired based on the signal, and it is determined whether the acquired temperature has reached a predetermined upper limit value (step S715). When the temperature of the selected FET has not reached a predetermined upper limit value (NO in step S715), the control unit 10 shifts the processing flow to step S713. When the temperature of the selected FET reaches a predetermined upper limit value (YES in step S715), the control unit 10 determines whether the drive currents of all the light emitting element trains have been increased (step S716). When the drive currents of all the light emitting element trains are not increased (NO in step S716), the control unit 10 returns to step S713 and then selects the FET for increasing the drive currents. When the drive currents of all the light emitting element trains are increased (YES in step S716), the control unit 10 stops the drive of the light emitting elements (step S717).

なお、制御部10は、ステップS708で最低の温度となっているFETを制御し、このFETで供給される駆動電流が上限を超えた場合、即ちステップS710でYESと判定した場合、発光素子の駆動を停止しているが、ステップS710でYESと判定した場合、最も温度が高いFETと最も温度が低いFETを除いた他のFETを選択し、選択したFETで駆動される発光素子列の駆動電流をPI制御するようにしてもよい。例えば、この場合に制御部10は、温度の昇順で最も温度が低いFETの次の順番のFETを選択して駆動電流をPI制御してもよい。 The control unit 10 controls the FET having the lowest temperature in step S708, and when the drive current supplied by this FET exceeds the upper limit, that is, when it is determined as YES in step S710, the light emitting element If the drive is stopped but YES is determined in step S710, another FET excluding the hottest FET and the coldest FET is selected, and the light emitting element train driven by the selected FET is driven. The current may be controlled by PI. For example, in this case, the control unit 10 may select the FET in the order following the FET having the lowest temperature in the ascending order of the temperature and control the drive current by PI.

以上に示した第5実施形態によれば、故障の状態に応じて各発光素子列の駆動電流を制御することができるので、例えば、発光素子の交換等修理を待つまでの間、夫々の故障の状態に応じてレーザ装置の光出力を維持することができる。また、各FETの温度に応じて駆動電流を制御することで、新たな故障を誘発する虞を低減しつつ、故障が発生した場合においてもレーザ装置の光出力を維持することができる。 According to the fifth embodiment shown above, the drive current of each light emitting element row can be controlled according to the state of failure. Therefore, for example, each failure occurs while waiting for repair such as replacement of the light emitting element. The light output of the laser device can be maintained according to the state of. Further, by controlling the drive current according to the temperature of each FET, it is possible to maintain the optical output of the laser device even when a failure occurs while reducing the possibility of inducing a new failure.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various other embodiments. For example, the present invention may be carried out by modifying the above-described embodiment as follows. The above-described embodiment and the following modifications may be combined with each other. The present invention also includes a configuration in which the components of each of the above-described embodiments and modifications are appropriately combined. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made.

上述した実施形態においては、AD変換部40a〜40Dと発光素子LD1〜LD3とを結ぶラインにノイズが乗ったときの電圧を故障の判定に用いないようにするために、以下の構成を採用してもよい。例えば、発光素子LD1を例にすると、制御部10は、短絡状態を判定するときには、電圧Vak1が予め定められた時間を超えて短絡閾値以下であり続けた場合、短絡状態であると判定してもよい。また、制御部10は、開放状態を判定するときには、電圧Vak1が予め定められた時間を超えて開放閾値以上であり続けた場合、開放状態であると判定してもよい。また、制御部10は、出力低下状態を判定するときには、予め定められた時間を超えて短絡閾値<電圧Vak1≦第1出力故障閾値、又は第2出力故障閾値≦電圧Vak1<開放閾値である場合、出力低下状態であると判定してもよい。換言すると、制御部10は、電圧Vak1が駆動電流から定まる正常範囲外である状態が予め定められた時間を超えた場合、故障の状態を判定しているといえる。この構成によれば、短期的に発生するノイズの電圧を状態の判定に用いることがなく、誤った判定を防ぐことができる。 In the above-described embodiment, the following configuration is adopted in order to prevent the voltage when noise is added to the line connecting the AD conversion units 40a to 40D and the light emitting elements LD1 to LD3 for determining the failure. You may. For example, taking the light emitting element LD1 as an example, when determining the short-circuit state, the control unit 10 determines that the short-circuit state is obtained when the voltage Vak1 continues to be equal to or lower than the short-circuit threshold value for a predetermined time. May be good. Further, when determining the open state, the control unit 10 may determine that the open state is in the open state if the voltage Vak1 continues to be equal to or higher than the open threshold value for a predetermined time. Further, when the control unit 10 determines the output reduction state, the short-circuit threshold value <voltage Vak1 ≤ first output failure threshold value or the second output failure threshold value ≤ voltage Vak1 <open threshold value exceeds a predetermined time. , It may be determined that the output is in a reduced state. In other words, it can be said that the control unit 10 determines the failure state when the state in which the voltage Vak1 is out of the normal range determined by the drive current exceeds a predetermined time. According to this configuration, the voltage of noise generated in a short period of time is not used for determining the state, and erroneous determination can be prevented.

本発明においては、制御部10は、故障していないときの発光素子にかかる基準電圧を駆動電流毎にテーブルに記憶し、測定した電圧Vak1、電圧Vak2及び電圧Vak3と、基準電圧との差の絶対値を用いて発光素子LD1〜LD3の状態を判定してもよい。この場合、制御部10は、短絡状態又は開放状態を判定する第1閾値と、出力低下状態を判定する第1閾値より値が小さい第2閾値を記憶する。例えば、制御部10は、電圧Vak1と基準電圧との差の絶対値が第1閾値以上である場合には、発光素子LD1が短絡状態又は開放状態であると判定し、電圧Vak1と基準電圧との差の絶対値が第2閾値以上第1閾値未満である場合には、発光素子LD1が出力低下状態であると判定してもよい。 In the present invention, the control unit 10 stores the reference voltage applied to the light emitting element when there is no failure in the table for each drive current, and measures the difference between the measured voltages Vak1, voltage Vak2 and voltage Vak3 and the reference voltage. The state of the light emitting elements LD1 to LD3 may be determined using the absolute value. In this case, the control unit 10 stores a first threshold value for determining the short-circuited state or the open state and a second threshold value having a value smaller than the first threshold value for determining the output reduction state. For example, when the absolute value of the difference between the voltage Vak1 and the reference voltage is equal to or greater than the first threshold value, the control unit 10 determines that the light emitting element LD1 is in the short-circuited state or the open state, and determines that the voltage Vak1 and the reference voltage are used. When the absolute value of the difference is equal to or greater than the second threshold value and less than the first threshold value, it may be determined that the light emitting element LD1 is in the output reduction state.

上述した実施形態においては、FET50のゲート端子に印加する電圧を制御して駆動電流を制御しているが、駆動電流についてはPWM(Pulse Width Modulation)方式で制御を行うようにしてもよい。レーザ装置1A、1B、1Dは、駆動電流をPWM方式で制御する構成においては、FET50に替えて、ドレイン端子が電源部20に接続され、ゲート端子が制御部10に接続され、ソース端子が平滑回路に接続されたFETを有する。平滑回路は、LC回路で構成されており、LC回路の入力端は、FETのソース端子に接続され、LC回路の出力端は、発光素子LD1のアノードに接続されている。FETと平滑回路の間には、還流ダイオードのカソードが接続されており、還流ダイオードのアノードは、接地されている。制御部10は、目標とする駆動電流に対応したデューティ比のPWM信号を出力し、駆動電流を制御する。 In the above-described embodiment, the drive current is controlled by controlling the voltage applied to the gate terminal of the FET 50, but the drive current may be controlled by a PWM (Pulse Width Modulation) method. In the configuration in which the drive currents of the laser devices 1A, 1B, and 1D are controlled by the PWM method, the drain terminal is connected to the power supply unit 20, the gate terminal is connected to the control unit 10, and the source terminal is smoothed instead of the FET 50. It has a FET connected to the circuit. The smoothing circuit is composed of an LC circuit, the input end of the LC circuit is connected to the source terminal of the FET, and the output end of the LC circuit is connected to the anode of the light emitting element LD1. The cathode of the freewheeling diode is connected between the FET and the smoothing circuit, and the anode of the freewheeling diode is grounded. The control unit 10 outputs a PWM signal having a duty ratio corresponding to the target drive current to control the drive current.

1A、1B、1D、1E、1F レーザ装置
10 制御部
20 電源部
30、30A〜30C 電流センサ
40、40A、40B、40C 電圧検出部
40a〜40d AD変換部
41A〜41C AD変換部
50、50A〜50C、51〜53 FET
54A〜54C オペアンプ
55A〜55C サーミスタ
60 表示部
70 被操作部
80 光強度検出部
90、90A〜90C 迂回回路
101 電圧測定部
102 判定部
103 報知部
104 電流測定部
105 電流制御部
106 強度測定部
107 迂回制御部
LD1〜LD3、LD1A〜LD3A、LD1B〜LD3B、LD1C〜LD3C 発光素子
1A, 1B, 1D, 1E, 1F Laser device 10 Control unit 20 Power supply unit 30, 30A to 30C Current sensor 40, 40A, 40B, 40C Voltage detection unit 40a to 40d AD conversion unit 41A to 41C AD conversion unit 50, 50A to 50C, 51-53 FET
54A to 54C Operational amplifier 55A to 55C Thermistor 60 Display unit 70 Operated unit 80 Light intensity detection unit 90, 90A to 90C Bypass circuit 101 Voltage measurement unit 102 Judgment unit 103 Notification unit 104 Current measurement unit 105 Current control unit 106 Strength measurement unit 107 Detour control unit LD1 to LD3, LD1A to LD3A, LD1B to LD3B, LD1C to LD3C light emitting element

Claims (17)

発光素子に供給される駆動電流を制御する電流制御部と、
供給される前記駆動電流により駆動されている前記発光素子にかかる電圧を測定する電圧測定部と、
前記駆動電流から定まる複数の判定電圧と、前記電圧測定部が測定した電圧との電圧差に基づいて、前記発光素子の故障の状態を判定する判定部と、
を備える発光素子の故障判定装置。
A current control unit that controls the drive current supplied to the light emitting element,
A voltage measuring unit that measures the voltage applied to the light emitting element driven by the supplied drive current, and
A determination unit that determines a failure state of the light emitting element based on a voltage difference between a plurality of determination voltages determined from the drive current and a voltage measured by the voltage measurement unit.
A failure determination device for a light emitting element.
前記判定部は、前記発光素子が出力する光の強度が正常時より低下した状態を含む複数の状態を判定する
請求項1に記載の発光素子の故障判定装置。
The failure determination device for a light emitting element according to claim 1, wherein the determination unit determines a plurality of states including a state in which the intensity of light output by the light emitting element is lower than that in a normal state.
前記判定部は、前記電圧差に基づいて短絡故障と、開放故障と、前記発光素子が出力する光の強度が正常時より低下した出力故障と、を判定する
請求項2に記載の発光素子の故障判定装置。
The light emitting element according to claim 2, wherein the determination unit determines a short circuit failure, an open failure, and an output failure in which the intensity of the light output by the light emitting element is lower than that in the normal state, based on the voltage difference. Failure judgment device.
前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる短絡閾値より小さい場合には短絡故障と判定し、
前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる開放閾値より大きい場合には開放故障と判定し、
前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる出力故障範囲内の場合には出力故障と判定する
請求項3に記載の発光素子の故障判定装置。
If the voltage measured by the voltage measuring unit is smaller than the short-circuit threshold value determined by the drive current, it is determined as a short-circuit failure.
When the voltage measured by the voltage measuring unit is larger than the open threshold value determined from the drive current, it is determined as an open failure.
The failure determination device for a light emitting element according to claim 3, wherein if the voltage measured by the voltage measuring unit is within the output failure range determined by the drive current, it is determined to be an output failure.
前記発光素子が出力した光の強度を測定する光測定部を有し、
前記判定部は、前記光測定部が測定した強度が、前記駆動電流が供給されて前記発光素子が出力する正常時の光の強度より低い所定の強度閾値以下である場合、前記発光素子の故障の状態を判定する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発光素子の故障判定装置。
It has an optical measuring unit that measures the intensity of light output by the light emitting element.
When the intensity measured by the light measuring unit is equal to or less than a predetermined intensity threshold value lower than the normal light intensity output by the light emitting element when the driving current is supplied, the determination unit fails the light emitting element. The failure determination device for a light emitting element according to any one of claims 1 to 4, wherein the state of the light emitting element is determined.
前記電流制御部は、前記光測定部が測定した強度が前記所定の強度閾値以下である場合、前記駆動電流を所定電流値となる様に低下させ、
前記判定部は、前記電流制御部が前記駆動電流を前記所定電流値に低下させた後に前記発光素子の故障の状態を判定する
請求項5に記載の発光素子の故障判定装置。
When the intensity measured by the optical measuring unit is equal to or less than the predetermined intensity threshold value, the current control unit reduces the driving current to a predetermined current value.
The failure determination device for a light emitting element according to claim 5, wherein the determination unit determines a state of failure of the light emitting element after the current control unit reduces the drive current to the predetermined current value.
前記判定部は、前記電圧測定部が測定した電圧が前記駆動電流から定まる所定の範囲外である状態が予め定められた時間を超えた場合、前記発光素子の故障の状態を判定する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発光素子の故障判定装置。
The determination unit determines a failure state of the light emitting element when the voltage measured by the voltage measurement unit is out of a predetermined range determined from the drive current exceeds a predetermined time. The failure determination device for the light emitting element according to any one of claims 6.
複数の前記発光素子が直列に接続されており、
前記判定部は、前記発光素子のそれぞれの故障の状態を判定し、
前記電流制御部は、複数の前記発光素子の少なくともいずれか一つが前記判定部により故障と判定された場合、前記発光素子へ供給される前記駆動電流を増加する
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発光素子の故障判定装置。
A plurality of the light emitting elements are connected in series, and the plurality of light emitting elements are connected in series.
The determination unit determines the state of failure of each of the light emitting elements, and determines the state of failure of each of the light emitting elements.
The current control unit increases the drive current supplied to the light emitting element when at least one of the plurality of light emitting elements is determined to be a failure by the determination unit. The failure determination device for the light emitting element according to item 1.
複数の前記発光素子が直列に接続されており、
前記発光素子のそれぞれに、供給される電流を後段の前記発光素子に迂回させる迂回回路が設けられ、
故障と判定された前記発光素子は、故障の状態に応じて前記迂回回路で前記駆動電流が迂回される
請求項2から請求項8のいずれか一項に記載の発光素子の故障判定装置。
A plurality of the light emitting elements are connected in series, and the plurality of light emitting elements are connected in series.
Each of the light emitting elements is provided with a detour circuit for diverting the supplied current to the light emitting element in the subsequent stage.
The failure determination device for a light emitting element according to any one of claims 2 to 8, wherein the light emitting element determined to be a failure is such that the drive current is bypassed by the bypass circuit according to the state of the failure.
複数の前記発光素子が直列に接続された発光素子列を複数有し、
前記電流制御部は、前記判定部で故障と判定した発光素子がある場合、故障と判定した発光素子を含む発光素子列へ供給される前記駆動電流を減少させ、故障と判定された発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を増加させる
請求項1に記載の発光素子の故障判定装置。
Having a plurality of light emitting element trains in which a plurality of the light emitting elements are connected in series,
When there is a light emitting element determined to be a failure by the determination unit, the current control unit reduces the drive current supplied to the light emitting element train including the light emitting element determined to be a failure, and reduces the driving current to be determined to be a failure. The failure determination device for a light emitting element according to claim 1, which increases the drive current supplied to the light emitting element train that does not include the light emitting element.
複数の前記発光素子列毎に前記駆動電流を供給する駆動素子を有し、
複数の前記発光素子列毎の前記駆動素子の温度を測定する温度測定部を有し、
前記電流制御部は、故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給する前記駆動電流を、前記温度測定部で測定された前記駆動素子の温度に応じて制御する
請求項10に記載の発光素子の故障判定装置。
A drive element that supplies the drive current to each of the plurality of light emitting element rows is provided.
It has a temperature measuring unit for measuring the temperature of the driving element for each of the plurality of light emitting element rows.
The current control unit controls the drive current supplied to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be a failure according to the temperature of the drive element measured by the temperature measuring unit. 10. The failure determination device for a light emitting element.
前記電流制御部は、複数の前記発光素子列が出力する光の強度の目標値を取得し、前記光の強度が前記目標値となるように、前記判定部で故障と判定した前記発光素子を含む前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を減少させ、前記判定部で故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給される前記駆動電流を増加させる
請求項11に記載の発光素子の故障判定装置。
The current control unit acquires a target value of the light intensity output from the plurality of light emitting element trains, and determines the light emitting element as a failure by the determination unit so that the light intensity becomes the target value. The eleventh aspect of claim 11 is to reduce the drive current supplied to the light emitting element train including the light emitting element and increase the drive current supplied to the light emitting element train not including the light emitting element determined to be a failure by the determination unit. The failure determination device for the light emitting element described.
前記電流制御部は、前記判定部で故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ前記駆動電流を供給する前記駆動素子を、前記温度測定部で測定された温度の高さに応じて順番に制御する
請求項12に記載の発光素子の故障判定装置。
The current control unit supplies the drive current to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be a failure by the determination unit, and the height of the temperature measured by the temperature measuring unit. The failure determination device for a light emitting element according to claim 12, which is controlled in order according to the above.
前記電流制御部は、前記温度測定部で測定された前記駆動素子の温度が閾値に達した場合に次の順番の前記駆動素子の制御を開始する
請求項13に記載の発光素子の故障判定装置。
The failure determination device for a light emitting element according to claim 13, wherein the current control unit starts control of the drive element in the next order when the temperature of the drive element measured by the temperature measurement unit reaches a threshold value. ..
前記電流制御部は、故障と判定された前記発光素子を含んでいない前記発光素子列へ供給する前記駆動電流を均等に増加させた後、当該発光素子列へ前記駆動電流を供給する前記駆動素子のうち、前記温度測定部で測定された温度が最も高い前記駆動素子が供給する前記駆動電流を減少させ、複数の前記発光素子列が出力する光の強度が前記目標値となるように、前記温度測定部で測定された温度が最も低い前記駆動素子を制御し、温度が最も低い前記駆動素子が供給する駆動電流が閾値に達した場合、温度が最も高い前記駆動素子及び温度が最も低い前記駆動素子を除いた他の駆動素子を制御する
請求項12に記載の発光素子の故障判定装置。
The current control unit evenly increases the drive current supplied to the light emitting element train that does not include the light emitting element determined to be faulty, and then supplies the drive current to the light emitting element train. Among them, the driving current supplied by the driving element having the highest temperature measured by the temperature measuring unit is reduced so that the intensity of light output by the plurality of light emitting element trains becomes the target value. When the drive current measured by the temperature measuring unit is controlled and the drive current supplied by the drive element having the lowest temperature reaches a threshold value, the drive element having the highest temperature and the drive element having the lowest temperature are said to have the lowest temperature. The failure determination device for a light emitting element according to claim 12, which controls other driving elements other than the driving element.
発光素子と、
請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の発光素子の故障判定装置と、
を備える発光装置。
Light emitting element and
The failure determination device for a light emitting element according to any one of claims 1 to 15.
A light emitting device equipped with.
供給される駆動電流により駆動されている発光素子にかかる電圧を測定する電圧測定ステップと、
前記駆動電流から定まる複数の判定電圧と、前記電圧測定ステップで測定した電圧との電圧差に基づいて、前記発光素子の故障の状態を判定する判定ステップと、
を備える発光素子の故障判定方法。
A voltage measurement step that measures the voltage applied to the light emitting element driven by the supplied drive current, and
A determination step for determining a failure state of the light emitting element based on a voltage difference between a plurality of determination voltages determined from the drive current and the voltage measured in the voltage measurement step.
A method for determining a failure of a light emitting element.
JP2021045382A 2020-03-23 2021-03-19 Failure determination device for light emitting element and failure determination method for light emitting device and light emitting element Pending JP2021153050A (en)

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