JP7828233B2 - Laser driving device and laser marking device - Google Patents
Laser driving device and laser marking deviceInfo
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Description
本開示は、一般に、レーザ駆動装置、及びレーザ墨出し器に関する。本開示は、より詳細には、半導体レーザを発光させるレーザ駆動装置、及びレーザ駆動装置を備えるレーザ墨出し器に関する。 This disclosure generally relates to laser driving devices and laser markers. More specifically, this disclosure relates to laser driving devices that emit light from semiconductor lasers, and laser markers that include such laser driving devices.
特許文献1には、墨出器が記載されている。特許文献1に記載の墨出器は、対象物を照射する照射装置を有している。照射装置は、光源と、光源からの光束が入射されて照射光束を照射する照射素子と、を有している。光源は、回路基板に制御されて光束を出射する。照射素子である照射ミラーに入射された光束は、照射ミラーの外周面により放射状に反射される。照射ミラーから反射された光束は、壁や天井などの対象物に照射される照射光束を構成する。照射光束は、照射ミラーの中心軸線に対して直交する方向に照射される。 Patent Document 1 describes a marking mark. The marking mark described in Patent Document 1 has an illumination device that illuminates an object. The illumination device has a light source and an illumination element that receives a light beam from the light source and emits an illumination light beam. The light source emits a light beam under the control of a circuit board. The light beam that enters the illumination element, an illumination mirror, is reflected radially by the outer peripheral surface of the illumination mirror. The light beam reflected from the illumination mirror constitutes an illumination light beam that is irradiated onto an object such as a wall or ceiling. The illumination light beam is emitted in a direction perpendicular to the central axis of the illumination mirror.
特許文献1に記載の墨出器のようなレーザ墨出し器では、消費電力の低減が望まれる場合がある。 In laser markers such as the one described in Patent Document 1, it may be desirable to reduce power consumption.
本開示の目的は、消費電力の低減を図ることにある。 The purpose of this disclosure is to reduce power consumption.
本開示の一態様のレーザ駆動装置は、電圧変換部と、トランジスタと、検出部と、処理部と、を備える。前記電圧変換部は、入力電圧を、前記入力電圧よりも高い直流電圧に昇圧して、前記直流電圧を半導体レーザへ出力する。前記トランジスタは、前記半導体レーザに接続され、前記半導体レーザに流れる電流の大きさを調整する。前記検出部は、前記トランジスタの端子間電圧を検出する。前記処理部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記端子間電圧が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、前記端子間電圧が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させる。前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい。 A laser driving device according to one aspect of the present disclosure includes a voltage conversion unit, a transistor, a detection unit, and a processing unit. The voltage conversion unit boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser. The transistor is connected to the semiconductor laser and adjusts the magnitude of a current flowing through the semiconductor laser. The detection unit detects a voltage between terminals of the transistor. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of multiple preset target voltage values. The processing unit reduces the magnitude of the DC voltage when the voltage between terminals increases and exceeds a first threshold, and increases the magnitude of the DC voltage when the voltage between terminals decreases and becomes equal to or lower than a second threshold. The first threshold is greater than the second threshold.
本開示の一態様のレーザ駆動装置は、電圧変換部と、検出部と、処理部と、を備える。前記電圧変換部は、入力電圧を、前記入力電圧よりも高い直流電圧に昇圧して、前記直流電圧を半導体レーザへ出力する。前記検出部は、前記半導体レーザの端子間電圧を検出する。前記処理部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記端子間電圧が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、前記端子間電圧が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させる。前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい。 A laser driving device according to one aspect of the present disclosure includes a voltage conversion unit, a detection unit, and a processing unit. The voltage conversion unit boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser. The detection unit detects a terminal voltage of the semiconductor laser. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values. The processing unit reduces the magnitude of the DC voltage when the terminal voltage increases and exceeds a first threshold, and increases the magnitude of the DC voltage when the terminal voltage decreases and becomes equal to or lower than a second threshold. The first threshold is greater than the second threshold.
本開示の一態様のレーザ駆動装置は、電圧変換部と、検出部と、処理部と、を備える。前記電圧変換部は、入力電圧を、前記入力電圧よりも高い直流電圧に昇圧して、前記直流電圧を半導体レーザへ出力する。前記検出部は、前記半導体レーザに流れる電流を検出する。前記処理部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記電流が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、前記電流が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させる。前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい。 A laser driving device according to one aspect of the present disclosure includes a voltage conversion unit, a detection unit, and a processing unit. The voltage conversion unit boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser. The detection unit detects a current flowing through the semiconductor laser. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values. The processing unit reduces the magnitude of the DC voltage when the current increases and exceeds a first threshold, and increases the magnitude of the DC voltage when the current decreases and becomes equal to or less than a second threshold. The first threshold is greater than the second threshold.
本開示の一態様のレーザ駆動装置は、電圧変換部と、トランジスタと、検出部と、処理部と、を備える。前記電圧変換部は、入力電圧を、前記入力電圧よりも高い直流電圧に昇圧して、前記直流電圧を半導体レーザへ出力する。前記トランジスタは、前記半導体レーザに接続され、前記半導体レーザに流れる電流の大きさを調整する。前記検出部は、前記半導体レーザ又は前記トランジスタの温度を検出する。前記処理部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御する。前記処理部は、前記温度が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、前記温度が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させる。前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい。 A laser driving device according to one aspect of the present disclosure includes a voltage conversion unit, a transistor, a detection unit, and a processing unit. The voltage conversion unit boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser. The transistor is connected to the semiconductor laser and adjusts the magnitude of a current flowing through the semiconductor laser. The detection unit detects the temperature of the semiconductor laser or the transistor. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit. The processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of multiple preset target voltage values. The processing unit reduces the magnitude of the DC voltage when the temperature increases and exceeds a first threshold, and increases the magnitude of the DC voltage when the temperature decreases and becomes equal to or lower than a second threshold. The first threshold is greater than the second threshold.
本開示の一態様のレーザ墨出し器は、上記のいずれかの態様のレーザ駆動装置と、前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、を備える。 A laser marking device according to one aspect of the present disclosure comprises a laser driving device according to any of the above aspects and an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light.
本開示によれば、消費電力の低減を図ることが可能になる、という利点がある。 This disclosure has the advantage of making it possible to reduce power consumption.
本開示の実施形態のレーザ駆動装置及びそれを備えたレーザ墨出し器について、図面を用いて説明する。下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 The laser driving device and laser marking device equipped with the same according to the embodiments of the present disclosure will be described using the drawings. The drawings described in the following embodiments are schematic diagrams, and the ratios of the sizes and thicknesses of the components in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional ratios.
(1)概要
本実施形態のレーザ駆動装置9(図8参照)は、半導体レーザ52、及び半導体レーザ52から放出された光を線状の光(レーザ光L2,L3)に変換する光学系53を備えるレーザ墨出し器1(図1~図7参照)に、備えられる。
(1) Overview The laser driving device 9 (see Figure 8) of this embodiment is provided in a laser marking device 1 (see Figures 1 to 7) that includes a semiconductor laser 52 and an optical system 53 that converts the light emitted from the semiconductor laser 52 into linear light (laser light L2, L3).
レーザ駆動装置9は、ここでは、電源90から供給された入力電力から、半導体レーザ52へ供給する直流電力を生成する。半導体レーザ52は、例えばレーザダイオードである。 In this example, the laser driver 9 generates DC power from input power supplied from the power supply 90 to be supplied to the semiconductor laser 52. The semiconductor laser 52 is, for example, a laser diode.
図8に示すように、レーザ駆動装置9は、電圧変換部92と、トランジスタ951と、検出部96と、処理部94と、を備えている。 As shown in FIG. 8, the laser driving device 9 includes a voltage conversion unit 92, a transistor 951, a detection unit 96, and a processing unit 94.
電圧変換部92は、入力された入力電圧Vinを、入力電圧Vinよりも高い直流電圧Vdcに昇圧して、直流電圧Vdcを半導体レーザ52へ出力する。 The voltage conversion unit 92 boosts the input voltage Vin to a DC voltage Vdc that is higher than the input voltage Vin, and outputs the DC voltage Vdc to the semiconductor laser 52.
トランジスタ951は、半導体レーザ52に接続される。ここでは、トランジスタ951は半導体レーザ52に直列に接続される。トランジスタ951は、半導体レーザ52に流れる電流の大きさを調整する。トランジスタ951は、第1主電極(コレクタ)、第2主電極(エミッタ)、及び制御電極(ベース)を有している。ここでは、トランジスタ951は活性領域で使用され、制御電極(ベース)に印加される電圧の大きさに応じて、半導体レーザ52とトランジスタ951との直列回路に流れる電流の大きさを調整する。 Transistor 951 is connected to semiconductor laser 52. Here, transistor 951 is connected in series with semiconductor laser 52. Transistor 951 adjusts the magnitude of the current flowing through semiconductor laser 52. Transistor 951 has a first main electrode (collector), a second main electrode (emitter), and a control electrode (base). Here, transistor 951 is used in the active region, and adjusts the magnitude of the current flowing through the series circuit of semiconductor laser 52 and transistor 951 depending on the magnitude of the voltage applied to the control electrode (base).
検出部96は、トランジスタ951の端子間電圧を検出する。「トランジスタ951の端子間電圧」とは、ここではトランジスタ951のコレクタエミッタ間電圧を意味する。 Detection unit 96 detects the voltage between the terminals of transistor 951. Here, "voltage between the terminals of transistor 951" means the collector-emitter voltage of transistor 951.
処理部94は、検出部96の検出結果に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96.
従来のレーザ墨出し器では、レーザ墨出し器が使用され得る様々な温度環境下で半導体レーザが発光可能となるように、部品の製造誤差等も考慮して、電圧変換部が生成する直流電圧の大きさの設定値を、設計で決まる値よりも高めに設定している。そのため、従来のレーザ墨出し器では、余剰な(本来は不要な)消費電力が発生する。 In conventional laser markers, the DC voltage generated by the voltage converter is set higher than the value determined by design, taking into account manufacturing errors of parts, etc., so that the semiconductor laser can emit light in the various temperature environments in which the laser marker may be used. As a result, conventional laser markers consume excess (and essentially unnecessary) power.
これに対して、本実施形態のレーザ駆動装置9では、検出部96で検出されたトランジスタ951の端子間電圧に基づいて、電圧変換部92で生成される直流電圧Vdcの大きさが制御(調整、変更)される。トランジスタ951の端子間電圧(コレクタエミッタ間電圧)が過剰である場合、処理部94は、直流電圧Vdcの大きさを小さくすることができる。そのため、例えば、所望の明るさで半導体レーザ52が発光するのに最低限必要な程度に、直流電圧Vdcの大きさを調整することが可能となり、余剰な消費電力を抑制することが可能となる。これにより、本実施形態のレーザ駆動装置9では、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In contrast, in the laser driving device 9 of this embodiment, the magnitude of the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92 is controlled (adjusted, changed) based on the terminal voltage of the transistor 951 detected by the detection unit 96. If the terminal voltage (collector-emitter voltage) of the transistor 951 is excessive, the processing unit 94 can reduce the magnitude of the DC voltage Vdc. As a result, it is possible to adjust the magnitude of the DC voltage Vdc to the minimum level necessary for the semiconductor laser 52 to emit light at the desired brightness, for example, and to suppress excess power consumption. As a result, the laser driving device 9 of this embodiment can reduce power consumption.
(2)詳細
以下、本実施形態に係るレーザ駆動装置9及びそれを備えたレーザ墨出し器1について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(2) Details The laser driving device 9 according to this embodiment and the laser marking device 1 equipped with the same will be described in detail below with reference to the drawings.
(2.1)レーザ墨出し器
まず、レーザ墨出し器1の構造について、図1~図8を参照して説明する。以下では、基本的にレーザ墨出し器1が水平な設置面に設置された状態での上下左右前後を、レーザ墨出し器1の上下左右前後として説明する。
(2.1) Laser Marker First, the structure of the laser marking device 1 will be described with reference to Figures 1 to 8. In the following description, the top, bottom, left, right, front and back of the laser marking device 1 will be basically described as the top, bottom, left, right, front and back of the laser marking device 1 when the laser marking device 1 is installed on a horizontal installation surface.
図1に示すように、レーザ墨出し器1は、複数(例えば3つ)の脚部3を有し、複数の脚部3を開脚した状態で、作業現場(例えば住宅建設現場及び電気工事現場)の地面又は床面等の設置面に配置されて用いられる。レーザ墨出し器1は、作業現場の設置面に設置された状態で、レーザ光として、ポイント状の光であるポイント光L1と、水平方向に広がる扇状の水平ライン光L2と、鉛直方向に広がる扇状の垂直ライン光L3とを出射する。ポイント光L1は鉛直上方向に出射され、水平ライン光L2は前方水平方向に出射され、垂直ライン光L3は前方鉛直方向に出射される。このようなポイント光L1、水平ライン光L2及び垂直ライン光L3は、作業現場での作業(例えば住宅建設及び電気工事)に際して壁面や天井面に付す基準点や基準線として用いられる。以下では、ポイント光L1、水平ライン光L2及び垂直ライン光L3をまとめて、レーザ光L1~L3と記載する場合がある。 As shown in FIG. 1, the laser level 1 has multiple (e.g., three) legs 3. With the legs 3 spread apart, the laser level 1 is placed on an installation surface, such as the ground or floor, at a work site (e.g., a home construction site or electrical work site). When installed on an installation surface at the work site, the laser level 1 emits three laser beams: point light L1, which is a point-shaped beam; horizontal line light L2, which spreads horizontally in a fan-like fashion; and vertical line light L3, which spreads vertically in a fan-like fashion. The point light L1 is emitted vertically upward, the horizontal line light L2 is emitted horizontally forward, and the vertical line light L3 is emitted vertically forward. These point light L1, horizontal line light L2, and vertical line light L3 are used as reference points and reference lines to be marked on walls and ceilings during work at the work site (e.g., home construction or electrical work). Hereinafter, the point light L1, horizontal line light L2, and vertical line light L3 may be collectively referred to as laser beams L1-L3.
図1に示すように、レーザ墨出し器1は、装置本体2と、複数(3つ)の脚部3とを備える。装置本体2は、レーザ光L1~L3を出射するための部分である。複数の脚部3は、装置本体2を設置面に支持するための部分である。図2に示すように、レーザ墨出し器1は、複数の脚部3を閉脚して棒状にすることで、持ち運びが容易になる。 As shown in Figure 1, the laser marking device 1 comprises a device main body 2 and multiple (three) legs 3. The device main body 2 is the part for emitting laser light L1 to L3. The multiple legs 3 are parts for supporting the device main body 2 on an installation surface. As shown in Figure 2, the laser marking device 1 can be easily carried by closing the multiple legs 3 to form a rod shape.
図1及び図3に示すように、装置本体2は、第1筐体4と、光学本体5と、支持部材6と、検知機構7とを備える。 As shown in Figures 1 and 3, the device main body 2 includes a first housing 4, an optical body 5, a support member 6, and a detection mechanism 7.
図1及び図3に示すように、第1筐体4は、ボディ41と基部42とを備える。 As shown in Figures 1 and 3, the first housing 4 includes a body 41 and a base 42.
ボディ41は、光学本体5、支持部材6及び検知機構7を収容する。ボディ41は、例えば、遮光性の樹脂で形成されている。ボディ41は、例えば略円筒状であり、周壁部411と、上壁部412と、底部413とを備えている(図3参照)。 The body 41 houses the optical body 5, support member 6, and detection mechanism 7. The body 41 is formed, for example, from a light-blocking resin. The body 41 is, for example, approximately cylindrical and includes a peripheral wall portion 411, an upper wall portion 412, and a bottom portion 413 (see Figure 3).
周壁部411は、筒状(例えば円筒状)である。上壁部412は、周壁部411の上側開口部を塞ぐように周壁部411に設けられており、例えば板状(例えば円板状)である。底部413は、周壁部411の下側開口部を塞ぐように周壁部411に設けられており、例えば板状(ここでは円板状)である。ボディ41の下部の外径は、ボディ41の上部の外径よりも小さい。 The peripheral wall portion 411 is tubular (e.g., cylindrical). The upper wall portion 412 is provided on the peripheral wall portion 411 so as to close the upper opening of the peripheral wall portion 411, and is, for example, plate-shaped (e.g., disk-shaped). The bottom portion 413 is provided on the peripheral wall portion 411 so as to close the lower opening of the peripheral wall portion 411, and is, for example, plate-shaped (here, disk-shaped). The outer diameter of the lower portion of the body 41 is smaller than the outer diameter of the upper portion of the body 411.
ボディ41は、3つの透過窓(第1透過窓401~第3透過窓403)を有する(図1~図3参照)。第1透過窓401は、ポイント光L1が出射される透過窓である。第1透過窓401は、例えば略円形状の透過窓であり、ボディ41の上壁部412の中央に設けられている。第2透過窓402は、水平ライン光L2が出射される透過窓である。第2透過窓402は、例えば横長矩形状の透過窓であり、ボディ41の周壁部411に設けられている。第3透過窓403は、垂直ライン光L3が出射される透過窓である。第3透過窓403は、例えば縦長矩形状の透過窓であり、ボディ41の上壁部412と周壁部411とに跨って設けられている。3つの透過窓401~403は、透明性を有する部材(樹脂又はガラス)で形成されている。 The body 41 has three transmission windows (first transmission window 401 to third transmission window 403) (see Figures 1 to 3). The first transmission window 401 is a transmission window through which the point light L1 is emitted. The first transmission window 401 is, for example, a substantially circular transmission window and is provided in the center of the upper wall portion 412 of the body 41. The second transmission window 402 is a transmission window through which the horizontal line light L2 is emitted. The second transmission window 402 is, for example, a horizontally elongated rectangular transmission window and is provided in the peripheral wall portion 411 of the body 41. The third transmission window 403 is a transmission window through which the vertical line light L3 is emitted. The third transmission window 403 is, for example, a vertically elongated rectangular transmission window and is provided across the upper wall portion 412 and peripheral wall portion 411 of the body 41. The three transmission windows 401 to 403 are made of a transparent material (resin or glass).
基部42は、ボディ41の下部に固定される。基部42には、複数の脚部3が回転可能に連結される(図1及び図2参照)。 The base 42 is fixed to the bottom of the body 41. Multiple legs 3 are rotatably connected to the base 42 (see Figures 1 and 2).
基部42は、例えば遮光性の樹脂で形成されている。基部42は、上側端が開口しかつ底部を有する筒状(例えば円筒状)である。基部42の上側開口部にボディ41の下部が挿入されて固定されることで、基部42は、ボディ41に固定される(図3参照)。 The base 42 is formed, for example, from a light-blocking resin. The base 42 is tubular (e.g., cylindrical) with an open upper end and a bottom. The lower part of the body 41 is inserted into the upper opening of the base 42 and fixed thereto, thereby fixing the base 42 to the body 41 (see Figure 3).
光学本体5は、レーザ光L1~L3を生成して出射する部分である。図3~図5に示すように、光学本体5は、ケース51と、半導体レーザ52と、光学系53と、ホルダ54と、垂直支持部55とを備える。 The optical body 5 generates and emits laser beams L1 to L3. As shown in Figures 3 to 5, the optical body 5 includes a case 51, a semiconductor laser 52, an optical system 53, a holder 54, and a vertical support 55.
半導体レーザ52は、上述のようにレーザダイオードである。半導体レーザ52は、レーザ光L1~L3の元となるレーザ光L0(図5参照)を光学系53に出射する。図3及び図4に示すように、半導体レーザ52は、第1基板56に実装(配置)されている。 As mentioned above, the semiconductor laser 52 is a laser diode. The semiconductor laser 52 emits laser light L0 (see Figure 5), which is the source of laser light L1 to L3, to the optical system 53. As shown in Figures 3 and 4, the semiconductor laser 52 is mounted (placed) on a first substrate 56.
ホルダ54は、半導体レーザ52を、光学系53の下側(より詳細には垂直支持部55の下側)に位置決めして保持する。 The holder 54 positions and holds the semiconductor laser 52 below the optical system 53 (more specifically, below the vertical support portion 55).
光学系53は、半導体レーザ52の上側(より詳細には垂直支持部55の上側)に配置されている。光学系53は、図5に示すように、半導体レーザ52からのレーザ光L0から、レーザ光L1~L3を生成する。 The optical system 53 is disposed above the semiconductor laser 52 (more specifically, above the vertical support 55). As shown in Figure 5, the optical system 53 generates laser beams L1 to L3 from the laser beam L0 emitted from the semiconductor laser 52.
図4、図5に示すように、光学系53は、第1ビームスプリッタ531、第2ビームスプリッタ532、第1出射レンズ533、及び第2出射レンズ534を有する。第1ビームスプリッタ531は、半導体レーザ52からのレーザ光L0のうち、一部を透過して第2ビームスプリッタ532に入射させ、残部を反射して第1出射レンズ533に入射させる。第1出射レンズ533は、第1ビームスプリッタ531からのレーザ光L0を水平ライン光L2に変換して出射する。第2ビームスプリッタ532は、第1ビームスプリッタ531からのレーザ光L0のうち、一部を透過してポイント光L1として鉛直方向(上方向)に出射し、残部を反射して第2出射レンズ534に入射させる。第2出射レンズ534は、第2ビームスプリッタ532からのレーザ光L0を垂直ライン光L3に変換して出射する。 As shown in Figures 4 and 5, the optical system 53 has a first beam splitter 531, a second beam splitter 532, a first exit lens 533, and a second exit lens 534. The first beam splitter 531 transmits a portion of the laser light L0 from the semiconductor laser 52, causing it to enter the second beam splitter 532, and reflects the remaining portion, causing it to enter the first exit lens 533. The first exit lens 533 converts the laser light L0 from the first beam splitter 531 into a horizontal line light L2 and emits it. The second beam splitter 532 transmits a portion of the laser light L0 from the first beam splitter 531, causing it to exit vertically (upward) as point light L1, and reflects the remaining portion, causing it to enter the second exit lens 534. The second exit lens 534 converts the laser light L0 from the second beam splitter 532 into a vertical line light L3 and emits it.
垂直支持部55は、装置本体2の支持部材6によって支持された状態で、ケース51を支持する。図4及び図5に示すように、垂直支持部55は、支持部材6によって支持される第1軸部551と、ケース51を支持する第2軸部552と、を有している。より詳細には、図3に示すように、垂直支持部55は、ケース51が鉛直方向に垂下するように、支持部材6によって第1軸部551周りに揺動可能に支持されかつケース51を第2軸部552周りに揺動可能に支持する。これにより、光学本体5は、装置本体2の傾きに関係無く常に鉛直方向に垂下可能である。これにより、光学本体5は、レーザ光L1~L3を常に正確な方向(鉛直上方向、前方水平方向及び前方鉛直方向)に出射可能である。 The vertical support portion 55 supports the case 51 while being supported by the support member 6 of the device body 2. As shown in Figures 4 and 5, the vertical support portion 55 has a first shaft portion 551 supported by the support member 6 and a second shaft portion 552 that supports the case 51. More specifically, as shown in Figure 3, the vertical support portion 55 is supported by the support member 6 so that it can swing about the first shaft portion 551 and supports the case 51 so that it can swing about the second shaft portion 552 so that the case 51 hangs down vertically. This allows the optical body 5 to always hang down vertically regardless of the inclination of the device body 2. This allows the optical body 5 to always emit laser beams L1 to L3 in the correct directions (vertically upward, forward horizontal, and forward vertical).
垂直支持部55は、図5に示すように、例えば、ホルダ54と光学系53との間に配置されている。垂直支持部55は、例えば直方体状の基部553と、一対の第1軸部551と、一対の第2軸部552とを有する。基部553は、例えば略直方体状である。基部553は、半導体レーザ52からのレーザ光L0を上下方向に透過する貫通孔554を有する。一対の第1軸部551は、基部553の前後両側面から前後方向に突出している。一対の第1軸部551は、ケース51の一対の開口部511(図4参照)からケース51の外部に突出しており、支持部材6の一対の軸受け61に回転可能に支持されている(図3参照)。一対の第2軸部552は、基部553の左右両側面から左右方向に突出しており、ケース51の一対の軸受け512(図4参照)によって回転可能に支持されている。第1軸部551の軸方向(前後方向)と第2軸部552の軸方向(左右方向)とは、互いに直交している。 As shown in FIG. 5, the vertical support portion 55 is disposed, for example, between the holder 54 and the optical system 53. The vertical support portion 55 has, for example, a rectangular parallelepiped base portion 553, a pair of first shaft portions 551, and a pair of second shaft portions 552. The base portion 553 is, for example, approximately rectangular parallelepiped. The base portion 553 has a through-hole 554 that allows the laser light L0 from the semiconductor laser 52 to pass in the vertical direction. The pair of first shaft portions 551 protrude in the front-rear direction from both the front and rear side surfaces of the base portion 553. The pair of first shaft portions 551 protrude to the outside of the case 51 through a pair of openings 511 (see FIG. 4) in the case 51 and are rotatably supported by a pair of bearings 61 of the support member 6 (see FIG. 3). The pair of second shaft portions 552 protrude in the left-right direction from both the left and right side surfaces of the base portion 553 and are rotatably supported by a pair of bearings 512 (see FIG. 4) in the case 51. The axial direction (front-to-back direction) of the first shaft portion 551 and the axial direction (left-to-right direction) of the second shaft portion 552 are perpendicular to each other.
図4及び図5に示すように、ケース51は、半導体レーザ52、光学系53、ホルダ54及び垂直支持部55を収容する。ケース51は、例えば、上面が傾斜した縦長棒状である。ケース51の内部における上側の部分には、光学系53が配置されている。ケース51の内部における光学系53の下側には、垂直支持部55が配置されている。ケース51の内部における垂直支持部55の下側には、ホルダ54を介して半導体レーザ52が配置されている。 As shown in Figures 4 and 5, the case 51 houses the semiconductor laser 52, the optical system 53, the holder 54, and the vertical support 55. The case 51 is, for example, a long, vertical rod with a slanted top surface. The optical system 53 is located in the upper part of the interior of the case 51. The vertical support 55 is located below the optical system 53 inside the case 51. The semiconductor laser 52 is located below the vertical support 55 inside the case 51 via the holder 54.
図4に示すように、ケース51は、3つの窓部(第1窓部513~第3窓部515)を有する。第1窓部513~第3窓部515は、それぞれケース51に形成された開口である。第1窓部513は、ポイント光L1が出射される窓部であり、ケース51の傾斜した上面に設けられている。第2窓部514は、水平ライン光L2が出射される窓部であり、ケース51の側面に設けられている。第3窓部515は、垂直ライン光L3が出射される窓部であり、ケース51の側面に設けられている。第2窓部514及び第3窓部515は、傾斜したケース51の上面と対向する、ケース51の側面に設けられている。 As shown in FIG. 4, the case 51 has three windows (first window 513 to third window 515). The first window 513 to third window 515 are each openings formed in the case 51. The first window 513 is a window through which point light L1 is emitted and is provided on the inclined top surface of the case 51. The second window 514 is a window through which horizontal line light L2 is emitted and is provided on the side surface of the case 51. The third window 515 is a window through which vertical line light L3 is emitted and is provided on the side surface of the case 51. The second window 514 and third window 515 are provided on the side surface of the case 51 that faces the inclined top surface of the case 51.
支持部材6は、図3に示すように、ボディ41の内周面に固定された状態で、垂直支持部55の一対の第1軸部551を回転可能に支持する。支持部材6は、上下に貫通する中央開口部を有する環状部と、一対の軸受け61とを有する。環状部は、ボディ41の内周面に固定されている。一対の軸受け61は、光学本体5の一対の第1軸部551を回転可能に支持する部品であり、環状部に固定されている。環状部の中央開口部内に光学本体5が揺動可能に挿入されて垂下された状態で、光学本体5の一対の第1軸部551が、一対の軸受け61に回転可能に支持されている。これにより、支持部材6は、光学本体5を第1軸部551周りに揺動可能に垂下するように支持する。 As shown in FIG. 3 , the support member 6 is fixed to the inner circumferential surface of the body 41 and rotatably supports a pair of first shafts 551 of the vertical support part 55. The support member 6 has an annular portion with a central opening that penetrates vertically, and a pair of bearings 61. The annular portion is fixed to the inner circumferential surface of the body 41. The pair of bearings 61 are components that rotatably support the pair of first shafts 551 of the optical body 5 and are fixed to the annular portion. With the optical body 5 inserted and hanging down in a swingable manner within the central opening of the annular portion, the pair of first shafts 551 of the optical body 5 are rotatably supported by the pair of bearings 61. In this way, the support member 6 supports the optical body 5 so that it swings around the first shafts 551 and hangs down.
検知機構7は、光学本体5の下端部がボディ41の内周面に接触した否かを検知する。図3に示すように、検知機構7は、第1接触部71と、第2接触部72とを有する。第1接触部71は、金属製の部品(例えば円筒状の部品)である。第1接触部71は、光学本体5の下端部に固定されている。第2接触部72は、金属製の環状部品(例えば底部を有する円筒状の部品)である。第2接触部72は、ボディ41の底部に配置されている。この配置状態で、第2接触部72は、光学本体5の下端部に固定された第1接触部71の外周を囲むように配置されている。これにより、光学本体5の下端部がボディ41の内周面に接触すると、第1接触部71と第2接触部72とが互いに電気的に接触する。本実施形態では、レーザ墨出し器1は、第1接触部71と第2接触部72との間の電気的接触を検出する検知回路を備えている。検知回路は、第1接触部71と第2接触部72との電気的接触を検知すると、光学本体5内の半導体レーザ52の発光を停止する。 The detection mechanism 7 detects whether the lower end of the optical body 5 contacts the inner circumferential surface of the body 41. As shown in FIG. 3 , the detection mechanism 7 has a first contact portion 71 and a second contact portion 72. The first contact portion 71 is a metal component (e.g., a cylindrical component). The first contact portion 71 is fixed to the lower end of the optical body 5. The second contact portion 72 is a metal annular component (e.g., a cylindrical component with a bottom). The second contact portion 72 is disposed at the bottom of the body 41. In this arrangement, the second contact portion 72 is disposed so as to surround the outer periphery of the first contact portion 71 fixed to the lower end of the optical body 5. As a result, when the lower end of the optical body 5 contacts the inner circumferential surface of the body 41, the first contact portion 71 and the second contact portion 72 are electrically connected to each other. In this embodiment, the laser level 1 is equipped with a detection circuit that detects electrical contact between the first contact portion 71 and the second contact portion 72. When the detection circuit detects electrical contact between the first contact portion 71 and the second contact portion 72, it stops the emission of light from the semiconductor laser 52 in the optical body 5.
つまり、光学本体5の下端部がボディ41の内周面に接触すると、光学本体5が正確に鉛直方向に垂下できなくなる。本実施形態のレーザ墨出し器1では、このような場合は、光学本体5内の半導体レーザ52の発光を停止する。このように、本実施形態のレーザ墨出し器1では、検知機構7を用いて、光学本体5の下端部がボディ41の内周面に接触したか否かを検知し、検知機構7の検知結果に基づいて、検知回路が光学本体5内の半導体レーザ52の発光を停止する。 In other words, if the lower end of the optical body 5 comes into contact with the inner circumferential surface of the body 41, the optical body 5 will no longer be able to hang down accurately in the vertical direction. In this case, the laser marker 1 of this embodiment stops the emission of the semiconductor laser 52 inside the optical body 5. In this way, the laser marker 1 of this embodiment uses the detection mechanism 7 to detect whether the lower end of the optical body 5 has come into contact with the inner circumferential surface of the body 41, and based on the detection result of the detection mechanism 7, the detection circuit stops the emission of the semiconductor laser 52 inside the optical body 5.
基部42は、図1に示すように、ボディ41の下部に固定される。基部42には、複数の脚部3が回転可能に連結される。基部42は、例えば、一端(上端)が開口しかつ他端(下端)に底部を有する筒状である。ボディ41の下部が基部42の内部に挿入されて固定されることで、基部42は、ボディ41の下部に固定されている(図3参照)。基部42の底部の下面周縁421(図2参照)には、複数の脚部3が回転可能に連結されている。 As shown in Figure 1, the base 42 is fixed to the bottom of the body 41. Multiple legs 3 are rotatably connected to the base 42. The base 42 is, for example, cylindrical with one end (upper end) open and the other end (lower end) having a bottom. The bottom of the body 41 is inserted into and fixed inside the base 42, thereby fixing the base 42 to the bottom of the body 41 (see Figure 3). Multiple legs 3 are rotatably connected to the lower peripheral edge 421 (see Figure 2) of the bottom of the base 42.
複数(例えば3つ)の脚部3は、図1に示すように、装置本体2を設置面に支持するための部材である。複数の脚部3は、図1及び図2に示すように、筒体(例えば円筒体)を周方向に複数(脚部3の個数と同数)に分割して得られる複数の分割体で構成されている。 As shown in Figure 1, the multiple (e.g., three) legs 3 are members for supporting the device main body 2 on the installation surface. As shown in Figures 1 and 2, the multiple legs 3 are composed of multiple segments obtained by dividing a tube (e.g., a cylindrical body) into multiple segments (the same number as the number of legs 3) in the circumferential direction.
図1及び図2に示すように、複数の脚部3の各々は、脚部本体31と、連結凸部32とを有する。脚部本体31は、筒体(例えば円筒体)を周方向に複数(脚部3の個数と同数)に均等に分割して得られる複数の分割体のうちの1つと略同じ形状を有する。連結凸部32は、脚部本体31の上面中央から上方に突出している。 As shown in Figures 1 and 2, each of the multiple legs 3 has a leg body 31 and a connecting protrusion 32. The leg body 31 has approximately the same shape as one of multiple segments obtained by equally dividing a tube (e.g., a cylindrical body) into multiple segments (the same number as the number of legs 3) in the circumferential direction. The connecting protrusion 32 protrudes upward from the center of the top surface of the leg body 31.
複数の脚部3は、基部42の底部の下面周縁421に回転可能に連結されている。複数の脚部3の各々は、第1端(上端)を中心に、基部42(すなわち第1筐体4)の中心線M1に沿った方向(図2参照)と傾斜線M2に沿った方向(図1参照)との間で回転可能である。中心線M1は、基部42(すなわち第1筐体4)の中心を通る仮想線である。傾斜線M2は、基部42の中心線M1に対して基部42の外周側に傾斜した仮想線である。 The multiple legs 3 are rotatably connected to the lower peripheral edge 421 of the bottom of the base 42. Each of the multiple legs 3 is rotatable around its first end (upper end) between a direction along the center line M1 of the base 42 (i.e., the first housing 4) (see FIG. 2) and a direction along the inclined line M2 (see FIG. 1). The center line M1 is an imaginary line that passes through the center of the base 42 (i.e., the first housing 4). The inclined line M2 is an imaginary line that is inclined toward the outer periphery of the base 42 with respect to the center line M1 of the base 42.
より詳細には、図2に示すように、基部42の底部の下面周縁421には、複数(例えば3つ)の脚部3と1対1に対応する複数(たとえば3つ)の連結凹部422が設けられている。複数の連結凹部422の各々に、対応する脚部3の連結凸部32が配置される。連結凹部422の内部には、回転軸部423が配置されている。回転軸部423は、基部42の外周輪郭(例えば円形)における連結凹部422の箇所での接線に平行である。脚部3の連結凸部32は、回転軸部423に回転可能に連結されている。これにより、複数の脚部3の各々は、第1端(連結凸部32)を中心に、基部42(第1筐体4)の中心線M1に沿った方向と傾斜線M2に沿った方向との間で回転可能に、基部42の下面周縁421に連結されている。 2, the lower peripheral edge 421 of the bottom of the base 42 is provided with a plurality of (e.g., three) connecting recesses 422 that correspond one-to-one with the plurality of (e.g., three) legs 3. The connecting protrusion 32 of the corresponding leg 3 is disposed in each of the connecting recesses 422. A rotation shaft 423 is disposed within the connecting recess 422. The rotation shaft 423 is parallel to a tangent to the connecting recess 422 on the outer peripheral contour (e.g., circular) of the base 42. The connecting protrusion 32 of the leg 3 is rotatably coupled to the rotation shaft 423. As a result, each of the plurality of legs 3 is coupled to the lower peripheral edge 421 of the base 42 so as to be rotatable around the first end (connecting protrusion 32) between a direction along the center line M1 of the base 42 (first housing 4) and a direction along the inclined line M2.
複数の脚部3は、開脚した状態(傾斜線M2に沿った状態;図1参照)と閉脚した状態(中心線M1に沿った状態;図2参照)とを取ることが可能である。複数の脚部3が開脚した状態で、複数の脚部3の各第2端(下端)を設置面に設置させることで、レーザ墨出し器1を立たせて配置させることが可能である。また、複数の脚部3が閉脚した状態では、複数の脚部3は、互いに束ねられて装置本体2の中心線M1に沿って延びた状態となり、レーザ墨出し器1の全体形状が真っ直ぐな棒状になる。これにより、レーザ墨出し器1の持ち運び性が向上する。 The multiple legs 3 can be in an open position (along inclined line M2; see Figure 1) or a closed position (along center line M1; see Figure 2). With the multiple legs 3 in an open position, the laser level 1 can be placed upright by placing the second ends (lower ends) of the multiple legs 3 on the installation surface. When the multiple legs 3 are closed, the multiple legs 3 are bundled together and extend along center line M1 of the device body 2, giving the overall shape of the laser level 1 a straight rod shape. This improves the portability of the laser level 1.
複数の脚部3のうちの1つの脚部3は、電源付き脚部300である。図1及び図6に示すように、電源付き脚部300は、電源ケース33と、電源ホルダ34と、第2基板35とを更に有している。 One of the multiple legs 3 is a powered leg 300. As shown in Figures 1 and 6, the powered leg 300 further includes a power supply case 33, a power supply holder 34, and a second board 35.
第2基板35は、電源付き脚部300の脚部本体31の内側主面に設けられた、収容凹部311に収容されている。第2基板35には、少なくともトランジスタ951が実装される。 The second board 35 is housed in a housing recess 311 provided on the inner main surface of the leg body 31 of the powered leg 300. At least a transistor 951 is mounted on the second board 35.
電源ホルダ34は、電源90を着脱可能に保持する部材である。電源90は、半導体レーザ52の発光用及び制御用の電源であり、例えば乾電池(例えば単三乾電池)である。電源ホルダ34は、基板部341と、一対の挟持板342,343とを有する。基板部341は、例えば矩形板状であり、収容凹部311の開口面を塞ぐように脚部本体31に固定される。一対の挟持板342,343は、電源90を縦方向に保持するための部分であり、基板部341における収容凹部311側とは反対側の主面において、互いに上下方向に沿って所定間隔(乾電池の長さ分)を空けて突出している。一対の挟持板342,343の各々の対向面には、電源90の正極又は負極と電気的に接触するための端子が配置されている。電源ホルダ34は、電源90としての複数(例えば3つ)の乾電池を、一対の挟持板342,343の間に並列に積み重ねた状態で挟み込むことで保持する。 The power supply holder 34 is a member that detachably holds the power supply 90. The power supply 90 is a power source for emitting light and controlling the semiconductor laser 52, and is, for example, a dry cell battery (e.g., a size AA battery). The power supply holder 34 has a base portion 341 and a pair of clamping plates 342, 343. The base portion 341 is, for example, a rectangular plate and is fixed to the leg main body 31 so as to cover the opening of the storage recess 311. The pair of clamping plates 342, 343 are used to hold the power supply 90 vertically and protrude from the main surface of the base portion 341 opposite the storage recess 311, leaving a predetermined gap (the length of the dry cell battery) between them in the vertical direction. Terminals for electrical contact with the positive or negative pole of the power supply 90 are arranged on the opposing surfaces of the pair of clamping plates 342, 343. The power supply holder 34 holds multiple (e.g., three) dry batteries as the power supply 90 by sandwiching them in a stacked, parallel arrangement between a pair of clamping plates 342, 343.
電源ケース33は、一面(開口面330)が開口した略直方体形の箱状である。電源ケース33は、電源ケース33内に電源ホルダ34を収容しかつ電源ケース33の開口面330が脚部本体31の内側主面で閉塞されるようにして、脚部本体31の内側主面に固定される。 The power supply case 33 is a roughly rectangular box with one open surface (opening surface 330). The power supply case 33 houses the power supply holder 34 inside the power supply case 33 and is fixed to the inner main surface of the leg main body 31 so that the opening surface 330 of the power supply case 33 is closed by the inner main surface of the leg main body 31.
電源ケース33は、上下に2分割されて構成されている。すなわち電源ケース33は、上側の固定ケース部331と、下側の着脱カバー部332とを備える。固定ケース部331は、脚部本体31の内側主面に固定されている。着脱カバー部332は、脚部本体31の内側主面に着脱可能に取り付けられている。 The power supply case 33 is divided into two parts, an upper part and an lower part. That is, the power supply case 33 comprises an upper fixed case part 331 and a lower detachable cover part 332. The fixed case part 331 is fixed to the inner main surface of the leg main body 31. The detachable cover part 332 is detachably attached to the inner main surface of the leg main body 31.
レーザ墨出し器1では、複数の脚部3を開脚した状態(図1参照)とし、着脱カバー部332を脚部本体31から取り外すことで、電源ケース33内の電源ホルダ34を外部に露出させることが可能である。そして、この露出状態で、電源ホルダ34に保持された電源(乾電池)を交換することが可能である。電池交換後は、着脱カバー部332は、脚部本体31の内側主面に着脱可能に取り付けられる。 In the laser level 1, the multiple legs 3 can be opened (see Figure 1) and the removable cover 332 can be removed from the leg body 31 to expose the power supply holder 34 inside the power supply case 33. In this exposed state, the power supply (dry cell battery) held in the power supply holder 34 can be replaced. After the battery replacement, the removable cover 332 is removably attached to the inner main surface of the leg body 31.
また、レーザ墨出し器1では、複数の脚部3が閉脚した状態では、電源付き脚部300の電源ケース33は、複数の脚部3で構成される上記筒体の内部に収容される(図2参照)。 Furthermore, in the laser marker 1, when the multiple legs 3 are closed, the power supply case 33 of the powered leg 300 is housed inside the cylindrical body formed by the multiple legs 3 (see Figure 2).
本実施形態では、電源付き脚部300の脚部本体31及び電源ケース33は、トランジスタ951を収容する筐体(第2筐体)36を構成する。 In this embodiment, the leg body 31 and power supply case 33 of the powered leg 300 form a housing (second housing) 36 that houses the transistor 951.
(2.2)レーザ駆動装置
レーザ墨出し器1が備えるレーザ駆動装置9について、図8を参照して説明する。
(2.2) Laser Driving Device The laser driving device 9 provided in the laser marking device 1 will be described with reference to FIG.
図8に示すように、レーザ駆動装置9は、一対の入力端子911,912と、電圧変換部92と、参照値生成部93と、処理部94と、発光回路95と、検出部96と、一対の出力端子971,972と、を備えている。以下では、必要に応じて、入力端子911を「高電位側の入力端子911」、入力端子912を「低電位側の入力端子912」、出力端子971を「高電位側の出力端子971」、出力端子972を「低電位側の出力端子972」という場合がある。 As shown in FIG. 8, the laser driving device 9 includes a pair of input terminals 911, 912, a voltage conversion unit 92, a reference value generation unit 93, a processing unit 94, a light emission circuit 95, a detection unit 96, and a pair of output terminals 971, 972. Hereinafter, where necessary, the input terminal 911 may be referred to as the "high-potential side input terminal 911," the input terminal 912 as the "low-potential side input terminal 912," the output terminal 971 as the "high-potential side output terminal 971," and the output terminal 972 as the "low-potential side output terminal 972."
一対の入力端子911,912の間には、電源90が接続される。一対の入力端子911,912の間には、例えば、電源90として、直列接続された3つの乾電池が接続される。一対の入力端子911,912の間には、電源90から、入力電圧Vinが印加される。 A power supply 90 is connected between the pair of input terminals 911, 912. For example, three dry batteries connected in series are connected between the pair of input terminals 911, 912 as the power supply 90. An input voltage Vin is applied from the power supply 90 between the pair of input terminals 911, 912.
電圧変換部92は、一対の入力端子911,912に接続されている。電圧変換部92は、一対の入力端子911,912を介して入力電圧Vinを受け取り、受け取った入力電圧Vinを、入力電圧Vinよりも高い直流電圧Vdcに昇圧する。電圧変換部92は、直流電圧Vdcを、一対の出力端から出力する。 The voltage conversion unit 92 is connected to a pair of input terminals 911, 912. The voltage conversion unit 92 receives the input voltage Vin via the pair of input terminals 911, 912 and boosts the received input voltage Vin to a DC voltage Vdc that is higher than the input voltage Vin. The voltage conversion unit 92 outputs the DC voltage Vdc from a pair of output terminals.
電圧変換部92は、チョークコイル921と、ダイオード922と、スイッチング素子923(トランジスタ)と、平滑コンデンサ924と、スイッチング制御部925と、信号入力端子926と、を備えている。チョークコイル921、ダイオード922、スイッチング素子923及び平滑コンデンサ924は、電圧変換回路920を構成する。 The voltage conversion unit 92 includes a choke coil 921, a diode 922, a switching element 923 (transistor), a smoothing capacitor 924, a switching control unit 925, and a signal input terminal 926. The choke coil 921, the diode 922, the switching element 923, and the smoothing capacitor 924 constitute the voltage conversion circuit 920.
チョークコイル921の第1端は、高電位側の入力端子911と接続されている。チョークコイル921の第2端は、ダイオード922のアノードと接続されている。ダイオード922のカソードは、平滑コンデンサ924を介して、低電位側の入力端子912と接続されている。スイッチング素子923の第1主電極(例えばコレクタ)は、チョークコイル921の第2端と接続されている。スイッチング素子923の第2主電極(例えばエミッタ)は、低電位側の入力端子912と接続されている。 The first end of the choke coil 921 is connected to the high-potential side input terminal 911. The second end of the choke coil 921 is connected to the anode of the diode 922. The cathode of the diode 922 is connected to the low-potential side input terminal 912 via the smoothing capacitor 924. The first main electrode (e.g., collector) of the switching element 923 is connected to the second end of the choke coil 921. The second main electrode (e.g., emitter) of the switching element 923 is connected to the low-potential side input terminal 912.
電圧変換回路920は、昇圧チョッパである。電圧変換回路920は、一対の入力端子911,912間に印加された入力電圧Vinを直流電圧Vdcに変換する。 The voltage conversion circuit 920 is a boost chopper. The voltage conversion circuit 920 converts the input voltage Vin applied across a pair of input terminals 911 and 912 into a DC voltage Vdc.
信号入力端子926には、参照値を示す参照信号Sinが入力される。 A reference signal Sin indicating a reference value is input to the signal input terminal 926.
スイッチング制御部925は、スイッチング素子923をスイッチング制御する。スイッチング制御部925は、例えばIC(Integrated Circuit)等で実現される。 The switching control unit 925 controls the switching of the switching element 923. The switching control unit 925 is realized, for example, by an IC (Integrated Circuit) or the like.
スイッチング制御部925は、信号入力端子926を介して参照信号Sinを受け取る。スイッチング制御部925は、参照信号Sinで示される参照値が、予め定められた規定値に一致するように、スイッチング素子923(トランジスタ)のデューティを制御する。後述のように、参照値は、直流電圧Vdcの大きさに比例した値である。そのため、参照値が規定値に一致するようにスイッチング制御部925がスイッチング素子923のデューティを制御することで、直流電圧Vdcの大きさを、規定値に比例した一定値に制御することができる。スイッチング制御部925は、参照値が規定値よりも小さければスイッチング素子923のデューティを増加させて直流電圧Vdcの大きさを増加させ、参照値が規定値よりも大きければスイッチング素子923のデューティを減少させて直流電圧Vdcの大きさを減少させる。 The switching control unit 925 receives a reference signal Sin via a signal input terminal 926. The switching control unit 925 controls the duty of the switching element 923 (transistor) so that the reference value indicated by the reference signal Sin matches a predetermined specified value. As described below, the reference value is a value proportional to the magnitude of the DC voltage Vdc. Therefore, by the switching control unit 925 controlling the duty of the switching element 923 so that the reference value matches the specified value, the magnitude of the DC voltage Vdc can be controlled to a constant value proportional to the specified value. If the reference value is smaller than the specified value, the switching control unit 925 increases the duty of the switching element 923 to increase the magnitude of the DC voltage Vdc, and if the reference value is greater than the specified value, the switching control unit 925 decreases the duty of the switching element 923 to decrease the magnitude of the DC voltage Vdc.
参照値生成部93は、直流電圧Vdcの大きさに比例した参照値を生成する。 The reference value generation unit 93 generates a reference value proportional to the magnitude of the DC voltage Vdc.
図8に示すように、参照値生成部93は、第1抵抗931と、第2抵抗932と、第3抵抗933と、第4抵抗934と、第1スイッチ935と、第2スイッチ936と、を備えている。 As shown in FIG. 8, the reference value generation unit 93 includes a first resistor 931, a second resistor 932, a third resistor 933, a fourth resistor 934, a first switch 935, and a second switch 936.
第1抵抗931の第1端は、電圧変換部92の高電位側の出力端と接続されている。第2抵抗932と、第3抵抗933及び第1スイッチ935の直列回路と、第4抵抗934及び第2スイッチ936の直列回路とは、互いに並列に接続されて並列回路930を構成している。第1抵抗931の第2端は、並列回路930の第1端と接続されている。並列回路930の第2端は、電圧変換部92の低電位側の出力端と接続されている。すなわち、参照値生成部93は、第1抵抗931と並列回路930との直列回路(以下、「分圧回路」ともいう)を備えている。この分圧回路が、電圧変換部92の一対の出力端間に接続されている。 The first terminal of the first resistor 931 is connected to the high-potential output terminal of the voltage conversion unit 92. The second resistor 932, the series circuit of the third resistor 933 and the first switch 935, and the series circuit of the fourth resistor 934 and the second switch 936 are connected in parallel to each other to form a parallel circuit 930. The second terminal of the first resistor 931 is connected to the first terminal of the parallel circuit 930. The second terminal of the parallel circuit 930 is connected to the low-potential output terminal of the voltage conversion unit 92. In other words, the reference value generation unit 93 includes a series circuit (hereinafter also referred to as a "voltage divider circuit") of the first resistor 931 and the parallel circuit 930. This voltage divider circuit is connected between a pair of output terminals of the voltage conversion unit 92.
参照値生成部93では、分圧回路における第1抵抗931と並列回路930との接続点N0が、電圧変換部92の信号入力端子926と接続されている。参照値生成部93は、接続点N0の電位(接続点N0とグランドとの間の電圧)を参照信号Sinとして、信号入力端子926へ出力する。接続点N0の電位の大きさが、参照値である。参照値生成部93では、第1スイッチ935及び第2スイッチ936のオンオフが変化することで、並列回路930の抵抗値R0が変化し、それにより参照値が変化する。以下では、便宜上、並列回路930の抵抗値をR0、第1抵抗931の抵抗値をR1、第2抵抗932の抵抗値をR2、第3抵抗933の抵抗値をR3、第4抵抗934の抵抗値をR4、直流電圧Vdcの大きさを|Vdc|として説明する。 In the reference value generation unit 93, the connection point NO between the first resistor 931 and the parallel circuit 930 in the voltage divider circuit is connected to the signal input terminal 926 of the voltage conversion unit 92. The reference value generation unit 93 outputs the potential of the connection point NO (the voltage between the connection point NO and ground) as a reference signal Sin to the signal input terminal 926. The magnitude of the potential of the connection point NO is the reference value. In the reference value generation unit 93, the resistance value RO of the parallel circuit 930 changes as the first switch 935 and the second switch 936 are turned on and off, thereby changing the reference value. For convenience, the following description will be given assuming that the resistance value of the parallel circuit 930 is RO, the resistance value of the first resistor 931 is RO, the resistance value of the second resistor 932 is RO, the resistance value of the third resistor 933 is RO, the resistance value of the fourth resistor 934 is RO, and the magnitude of the DC voltage Vdc is RO.
第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオフの場合、並列回路930の抵抗値R0は、R2である。一方、第1スイッチ935がオン、第2スイッチ936がオフの場合、並列回路930の抵抗値R0は、R2・R3/(R2+R3)である。便宜上、R2・R3/(R2+R3)を「R5」とすると、R5はR2よりも小さい。また、第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオンの場合、並列回路930の抵抗値R0は、R2・R3・R4/(R2・R3+R2・R4+R3・R4)である。便宜上、R2・R3・R4/(R2・R3+R2・R4+R3・R4)を「R6」とすると、R6はR5よりも小さい。 When the first switch 935 and the second switch 936 are both off, the resistance value R0 of the parallel circuit 930 is R2. On the other hand, when the first switch 935 is on and the second switch 936 is off, the resistance value R0 of the parallel circuit 930 is R2·R3/(R2+R3). For convenience, if R2·R3/(R2+R3) is defined as "R5," R5 is smaller than R2. Furthermore, when the first switch 935 and the second switch 936 are both on, the resistance value R0 of the parallel circuit 930 is R2·R3·R4/(R2·R3+R2·R4+R3·R4). For convenience, if R2·R3·R4/(R2·R3+R2·R4+R3·R4) is defined as "R6," R6 is smaller than R5.
参照値はR0・|Vdc|/(R1+R0)で表されるから、仮にVdcの大きさ|Vdc|が一定とすると、参照値は、並列回路930の抵抗値R0の変化に応じて変化する(抵抗値R0が小さくなるほど小さくなる)ことになる。 The reference value is expressed as R0 · |Vdc| / (R1 + R0), so if the magnitude of Vdc, |Vdc|, is constant, the reference value will change according to changes in the resistance value R0 of the parallel circuit 930 (the smaller the resistance value R0, the smaller the reference value).
ここで、上述のように電圧変換部92のスイッチング制御部925は、参照信号Sinで示される参照値が予め定められた規定値に一致するように、スイッチング素子923(トランジスタ)のデューティを制御する。すなわち、スイッチング制御部925は、並列回路930の第1スイッチ935又は第2スイッチ936のオンオフが切り替えられることで並列回路930の抵抗値R0が変化した場合、参照値が既定値に維持されるように、スイッチング素子923のデューティを変化させて直流電圧Vdcの大きさを変化させる。具体的には、第1スイッチ935又は第2スイッチ936がオフからオンへ切り替わって並列回路930の抵抗値R0が小さくなった場合、スイッチング制御部925は、スイッチング素子923のデューティを増加させて直流電圧Vdcの大きさを増加させる。また、第1スイッチ935又は第2スイッチ936がオンからオフへ切り替わって並列回路930の抵抗値R0が大きくなった場合、スイッチング制御部925は、スイッチング素子923のデューティを減少させて直流電圧Vdcの大きさを減少させる。 As described above, the switching control unit 925 of the voltage conversion unit 92 controls the duty of the switching element 923 (transistor) so that the reference value indicated by the reference signal Sin matches a predetermined specified value. That is, when the resistance value R0 of the parallel circuit 930 changes as a result of the first switch 935 or the second switch 936 of the parallel circuit 930 being switched on or off, the switching control unit 925 changes the duty of the switching element 923 to change the magnitude of the DC voltage Vdc so that the reference value remains at a predetermined value. Specifically, when the first switch 935 or the second switch 936 is switched from off to on and the resistance value R0 of the parallel circuit 930 decreases, the switching control unit 925 increases the duty of the switching element 923 to increase the magnitude of the DC voltage Vdc. Furthermore, when the first switch 935 or the second switch 936 switches from on to off and the resistance value R0 of the parallel circuit 930 increases, the switching control unit 925 reduces the duty of the switching element 923 to reduce the magnitude of the DC voltage Vdc.
これにより、並列回路930の抵抗値R0が変化しても、参照値は既定値に維持される。一方、電圧変換部92が生成する直流電圧Vdcの大きさは、並列回路930の抵抗値R0の変化に応じて変化(具体的には、抵抗値R0が増加すると減少し、抵抗値R0が減少すると増加)することになる。すなわち、本実施形態のレーザ駆動装置9では、スイッチング制御部925の処理動作を変更することなく、スイッチング制御部925へ入力される参照値を変更することで、電圧変換部92が生成する直流電圧Vdcの大きさを変更することができる。 As a result, even if the resistance value R0 of the parallel circuit 930 changes, the reference value is maintained at a default value. Meanwhile, the magnitude of the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92 changes in accordance with changes in the resistance value R0 of the parallel circuit 930 (specifically, it decreases when the resistance value R0 increases, and increases when the resistance value R0 decreases). In other words, in the laser driving device 9 of this embodiment, the magnitude of the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92 can be changed by changing the reference value input to the switching control unit 925 without changing the processing operation of the switching control unit 925.
以下では、便宜上、第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオンの場合の直流電圧Vdcの大きさを「第1電圧値」、第1スイッチ935がオンで第2スイッチ936がオフの場合の直流電圧Vdcの大きさを「第2電圧値」、第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオフの場合の直流電圧Vdcの大きさを「第3電圧値」という場合がある。第1電圧値は第2電圧値よりも大きく、第2電圧値は第3電圧値よりも大きい。特に限定されないが、例えば、第1電圧値は8Vであり、第2電圧値は7Vであり、第3電圧値は6Vである(そうなるように、第1抵抗値R1~第4抵抗値R4及び上述の既定値等が設定されている)。 For convenience, below, the magnitude of the DC voltage Vdc when the first switch 935 and the second switch 936 are both on will be referred to as the "first voltage value," the magnitude of the DC voltage Vdc when the first switch 935 is on and the second switch 936 is off will be referred to as the "second voltage value," and the magnitude of the DC voltage Vdc when the first switch 935 and the second switch 936 are both off will be referred to as the "third voltage value." The first voltage value is greater than the second voltage value, which in turn is greater than the third voltage value. While not particularly limited, for example, the first voltage value is 8V, the second voltage value is 7V, and the third voltage value is 6V (the first resistance value R1 to the fourth resistance value R4 and the above-mentioned default values are set so that this is the case).
処理部94は、例えばIC(Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等で実現される。 The processing unit 94 is realized, for example, by an IC (Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.
処理部94は、電圧変換部92が生成する直流電圧Vdcの大きさを制御する。処理部94は、検出部96の検出結果に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92. The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96.
処理部94は、参照値を変化させることで、直流電圧Vdcの大きさを変化させる。ここでは、処理部94は、参照値生成部93の第1スイッチ935及び第2スイッチ936のオンオフを制御する。処理部94は、参照値生成部93の第1スイッチ935及び第2スイッチ936のオンオフを切り替えることで参照値を変化させ、これにより直流電圧Vdcの大きさを変化させる。直流電圧Vdcの大きさを増加させたい場合、処理部94は、第1スイッチ935又は第2スイッチ936のいずれかをオフからオンへと切り替える。直流電圧Vdcの大きさを減少させたい場合、処理部94は、第1スイッチ935又は第2スイッチ936のいずれかをオンからオフへと切り替える。 The processing unit 94 changes the magnitude of the DC voltage Vdc by changing the reference value. Here, the processing unit 94 controls the on/off of the first switch 935 and the second switch 936 of the reference value generation unit 93. The processing unit 94 changes the reference value by switching the first switch 935 and the second switch 936 of the reference value generation unit 93 on and off, thereby changing the magnitude of the DC voltage Vdc. When it is desired to increase the magnitude of the DC voltage Vdc, the processing unit 94 switches either the first switch 935 or the second switch 936 from off to on. When it is desired to decrease the magnitude of the DC voltage Vdc, the processing unit 94 switches either the first switch 935 or the second switch 936 from on to off.
図8に示すように、発光回路95の一対の入力端は、参照値生成部93を介して、電圧変換部92の一対の出力端と接続されている。発光回路95の一対の出力端は、一対の出力端子971,972と接続されている。発光回路95の高電位側の出力端は、発光回路95の高電位側の入力端と同電位である。そのため、高電位側の出力端子971は、電圧変換部92の高電位側の出力端と同電位である。 As shown in FIG. 8, a pair of input terminals of the light-emitting circuit 95 are connected to a pair of output terminals of the voltage conversion unit 92 via the reference value generation unit 93. The pair of output terminals of the light-emitting circuit 95 are connected to a pair of output terminals 971, 972. The high-potential side output terminal of the light-emitting circuit 95 is at the same potential as the high-potential side input terminal of the light-emitting circuit 95. Therefore, the high-potential side output terminal 971 is at the same potential as the high-potential side output terminal of the voltage conversion unit 92.
図8に示すように、一対の出力端子971,972の間には、半導体レーザ52が接続されている。半導体レーザ52(レーザダイオード)のアノードが出力端子971と接続され、カソードが出力端子972と接続されている。 As shown in Figure 8, the semiconductor laser 52 is connected between a pair of output terminals 971 and 972. The anode of the semiconductor laser 52 (laser diode) is connected to the output terminal 971, and the cathode is connected to the output terminal 972.
図8に示すように、発光回路95は、電圧源950と、トランジスタ(以下、「第1トランジスタ」ともいう)951と、第2トランジスタ952と、受光素子953と、抵抗954,955,956,957と、を備えている。 As shown in FIG. 8, the light-emitting circuit 95 includes a voltage source 950, a transistor (hereinafter also referred to as the "first transistor") 951, a second transistor 952, a light-receiving element 953, and resistors 954, 955, 956, and 957.
第1トランジスタ951は、半導体レーザ52に流れる電流の大きさを調整することで、半導体レーザ52の発光量を制御する半導体素子である。第1トランジスタ951は、例えばNPN型バイポーラトランジスタである。 The first transistor 951 is a semiconductor element that controls the amount of light emitted by the semiconductor laser 52 by adjusting the amount of current flowing through the semiconductor laser 52. The first transistor 951 is, for example, an NPN bipolar transistor.
第1トランジスタ951は、第1主電極(例えばコレクタ)、第2主電極(例えばエミッタ)及び制御電極(例えばベース)を有している。第1トランジスタ951の第1主電極は、ここでは電流検出用の検出抵抗963(シャント抵抗)を介して、出力端子972(半導体レーザ52のカソード)と接続されている。第1トランジスタ951の第2主電極は、電圧変換部92の低電位側の出力端と接続されている。本実施形態のレーザ駆動装置9では、検出抵抗963は省略されてもよい。 The first transistor 951 has a first main electrode (e.g., a collector), a second main electrode (e.g., an emitter), and a control electrode (e.g., a base). The first main electrode of the first transistor 951 is connected to the output terminal 972 (the cathode of the semiconductor laser 52) via a detection resistor 963 (shunt resistor) for current detection. The second main electrode of the first transistor 951 is connected to the low-potential output terminal of the voltage conversion unit 92. In the laser driving device 9 of this embodiment, the detection resistor 963 may be omitted.
第1トランジスタ951は、活性領域で動作する。第1トランジスタ951は、その制御電極に流れる電流(ベース電流)に応じて、第1トランジスタ951に流れる電流(コレクタ電流)、すなわち半導体レーザ52に流れる電流を制御する。 The first transistor 951 operates in the active region. The first transistor 951 controls the current flowing through it (collector current), i.e., the current flowing through the semiconductor laser 52, in accordance with the current flowing through its control electrode (base current).
第2トランジスタ952は、受光素子953の受光量に応じて、第1トランジスタ951の制御電極に流れる電流を制御する。第2トランジスタ952は、例えばPNP型バイポーラトランジスタである。 The second transistor 952 controls the current flowing through the control electrode of the first transistor 951 depending on the amount of light received by the light-receiving element 953. The second transistor 952 is, for example, a PNP bipolar transistor.
第2トランジスタ952は、第1主電極(例えばコレクタ)、第2主電極(例えばエミッタ)及び制御電極(例えばベース)を有している。第2トランジスタ952の第2主電極は、電圧源950と接続されている。電圧源950は、電圧値が固定(一定)の直流電圧Vcを出力する。直流電圧Vcは、例えば電源90の出力電圧から生成される。第2トランジスタ952の第1主電極は、直列に接続された抵抗954,955を含む第1分圧回路を介して、電圧変換部92の低電位側の出力端と接続されている。第1分圧回路の出力端(抵抗954と抵抗955との接続点N1)は、第1トランジスタ951の制御電極と接続されている。 The second transistor 952 has a first main electrode (e.g., a collector), a second main electrode (e.g., an emitter), and a control electrode (e.g., a base). The second main electrode of the second transistor 952 is connected to a voltage source 950. The voltage source 950 outputs a DC voltage Vc having a fixed (constant) voltage value. The DC voltage Vc is generated, for example, from the output voltage of the power source 90. The first main electrode of the second transistor 952 is connected to the low-potential output terminal of the voltage conversion unit 92 via a first voltage divider circuit including resistors 954 and 955 connected in series. The output terminal of the first voltage divider circuit (connection point N1 between resistors 954 and 955) is connected to the control electrode of the first transistor 951.
第2トランジスタ952は、活性領域で動作する。第2トランジスタ952は、その制御電極に流れる電流(ベース電流)に応じて、第2トランジスタ952に流れる電流(コレクタ電流)、すなわち第1分圧回路(抵抗954,955)に流れる電流を制御する。 The second transistor 952 operates in the active region. The second transistor 952 controls the current flowing through it (collector current), i.e., the current flowing through the first voltage divider circuit (resistors 954 and 955), depending on the current flowing through its control electrode (base current).
受光素子953は、例えばフォトダイオードである。受光素子953は、半導体レーザ52が出射するレーザ光L0から漏れた光を受光する。これにより、受光素子953は、半導体レーザ52のレーザ光L0の発光量を検出する。 The light receiving element 953 is, for example, a photodiode. The light receiving element 953 receives light that leaks from the laser light L0 emitted by the semiconductor laser 52. In this way, the light receiving element 953 detects the amount of light emitted by the laser light L0 from the semiconductor laser 52.
受光素子953のカソードは、電圧変換部92の高電位側の出力端と接続されている。受光素子953のアノードは、直列に接続された抵抗956,957を含む第2分圧回路を介して、電圧変換部92の低電位側の出力端と接続されている。第2分圧回路の出力端(抵抗956と抵抗957との接続点N2)は、第2トランジスタ952の制御電極と接続されている。 The cathode of the light receiving element 953 is connected to the high-potential output terminal of the voltage conversion unit 92. The anode of the light receiving element 953 is connected to the low-potential output terminal of the voltage conversion unit 92 via a second voltage divider circuit including resistors 956 and 957 connected in series. The output terminal of the second voltage divider circuit (connection point N2 between resistors 956 and 957) is connected to the control electrode of the second transistor 952.
この発光回路95では、電源が投入(オン)されると、電圧源950が直流電圧Vcを印加して第2トランジスタ952導通し、第1トランジスタ951にベース電流が供給されて第1トランジスタ951が初期的に導通する。これにより、直流電圧Vdcによる電流が、半導体レーザ52及び第1トランジスタ951を流れる。これにより、半導体レーザ52が発光してレーザ光L0を出射する。 When the power supply to this light-emitting circuit 95 is turned on, the voltage source 950 applies a DC voltage Vc, causing the second transistor 952 to conduct, and a base current is supplied to the first transistor 951, causing the first transistor 951 to initially conduct. This causes a current due to the DC voltage Vdc to flow through the semiconductor laser 52 and the first transistor 951. This causes the semiconductor laser 52 to emit light, emitting laser light L0.
半導体レーザ52がレーザ光L0を出射している状態で、半導体レーザ52の発光量が増加すると、受光素子953の受光量が増加して受光素子953を流れる電流が増加し、抵抗957の両端間電圧が上がり、接続点N2の電位が上がる。接続点N2の電位が上がると、第2トランジスタ952のベース電流が減少して、第2トランジスタ952のコレクタ電流が減少し、抵抗955の両端間電圧が下がって、接続点N1の電位が下がる。接続点N1の電位が下がると、第1トランジスタ951のベース電流が減少し、第1トランジスタ951のコレクタ電流すなわち半導体レーザ52に流れる電流が減少する。これにより、半導体レーザ52の発光量が減少する。 When the semiconductor laser 52 is emitting laser light L0 and the amount of light emitted by the semiconductor laser 52 increases, the amount of light received by the light-receiving element 953 increases, the current flowing through the light-receiving element 953 increases, the voltage across resistor 957 increases, and the potential at node N2 increases. As the potential at node N2 increases, the base current of the second transistor 952 decreases, the collector current of the second transistor 952 decreases, the voltage across resistor 955 decreases, and the potential at node N1 decreases. As the potential at node N1 decreases, the base current of the first transistor 951 decreases, and the collector current of the first transistor 951, i.e., the current flowing through the semiconductor laser 52, decreases. This reduces the amount of light emitted by the semiconductor laser 52.
また、半導体レーザ52がレーザ光L0を出射している状態で、半導体レーザ52の発光量が減少すると、受光素子953の受光量が減少して受光素子953を流れる電流が減少し、抵抗957の両端間電圧が下がって、接続点N2の電位が下がる。接続点N2の電位が下がると、第2トランジスタ952のベース電流が増加して、第2トランジスタ952のコレクタ電流が増加し、抵抗955の両端間電圧が上がって、接続点N1の電位が上がる。接続点N1の電位が上がると、第1トランジスタ951のベース電流が増加し、第1トランジスタ951のコレクタ電流すなわち半導体レーザ52に流れる電流が増加する。これにより、半導体レーザ52の発光量が増加する。 Furthermore, when the semiconductor laser 52 is emitting laser light L0 and the light emission amount of the semiconductor laser 52 decreases, the amount of light received by the light receiving element 953 decreases, the current flowing through the light receiving element 953 decreases, the voltage across resistor 957 decreases, and the potential at node N2 decreases. When the potential at node N2 decreases, the base current of the second transistor 952 increases, the collector current of the second transistor 952 increases, the voltage across resistor 955 increases, and the potential at node N1 increases. When the potential at node N1 increases, the base current of the first transistor 951 increases, and the collector current of the first transistor 951, i.e., the current flowing through the semiconductor laser 52, increases. This increases the light emission amount of the semiconductor laser 52.
このように、発光回路95は、半導体レーザ52からの光を受光する受光素子953と、トランジスタ951の制御電極に接続され、受光素子953での受光量が所定値に収束するように、受光素子953での受光量に応じて制御電極に流れる電流を制御する電流制御回路959と、を備える。電流制御回路959は、電圧源950と、第2トランジスタ952と、抵抗954,955,956,957と、を備えている。このような発光回路95(電流制御回路959)は、半導体レーザ52の発光量が一定となるようにフィードバック制御を行う。これにより、半導体レーザ52の発光量は、直流電圧Vdcの大きさに応じた一定値に維持される。 As such, the light-emitting circuit 95 comprises a light-receiving element 953 that receives light from the semiconductor laser 52, and a current control circuit 959 that is connected to the control electrode of the transistor 951 and controls the current flowing to the control electrode in accordance with the amount of light received by the light-receiving element 953 so that the amount of light received by the light-receiving element 953 converges to a predetermined value. The current control circuit 959 comprises a voltage source 950, a second transistor 952, and resistors 954, 955, 956, and 957. Such a light-emitting circuit 95 (current control circuit 959) performs feedback control to maintain a constant light emission amount of the semiconductor laser 52. As a result, the light emission amount of the semiconductor laser 52 is maintained at a constant value that corresponds to the magnitude of the DC voltage Vdc.
検出部96は、半導体レーザ52又はトランジスタ951の動作状態を示す物理量を検出する。ここでは、検出部96は、物理量として、トランジスタ951の端子間電圧を検出する。 The detection unit 96 detects a physical quantity that indicates the operating state of the semiconductor laser 52 or the transistor 951. In this case, the detection unit 96 detects the voltage between the terminals of the transistor 951 as the physical quantity.
図8に示すように、検出部96は、分圧回路960を備えている。分圧回路960は、トランジスタ951と並列に接続されている。分圧回路960は、トランジスタ951の第1主電極と第2主電極とにまたがるように接続されている。 As shown in FIG. 8, the detection unit 96 includes a voltage divider circuit 960. The voltage divider circuit 960 is connected in parallel with the transistor 951. The voltage divider circuit 960 is connected across the first and second main electrodes of the transistor 951.
分圧回路960は、第1分圧抵抗961と第2分圧抵抗962とを備えている。第1分圧抵抗961の第1端はトランジスタ951の第1主電極と接続され、第1分圧抵抗961の第2端は第2分圧抵抗962の第1端と接続され、第2分圧抵抗962の第2端はトランジスタ951の第2主電極と接続されている。第1分圧抵抗961と第2分圧抵抗962との接続点が、処理部94と接続されている。検出部96は、検出結果として、第2分圧抵抗962の両端間電圧を処理部94へ出力する。なお、第2分圧抵抗962の両端間電圧はトランジスタ951の端子間電圧に比例するので、本開示では、検出部96によって検出された第2分圧抵抗962の両端間電圧を単に「トランジスタ951の端子間電圧」ともいう。 The voltage divider circuit 960 includes a first voltage divider resistor 961 and a second voltage divider resistor 962. The first terminal of the first voltage divider resistor 961 is connected to the first main electrode of the transistor 951, the second terminal of the first voltage divider resistor 961 is connected to the first terminal of the second voltage divider resistor 962, and the second terminal of the second voltage divider resistor 962 is connected to the second main electrode of the transistor 951. The connection point between the first voltage divider resistor 961 and the second voltage divider resistor 962 is connected to the processing unit 94. The detection unit 96 outputs the voltage across the second voltage divider resistor 962 to the processing unit 94 as the detection result. Note that the voltage across the second voltage divider resistor 962 is proportional to the voltage across the transistor 951, and therefore in this disclosure, the voltage across the second voltage divider resistor 962 detected by the detection unit 96 is also simply referred to as the "voltage across the transistor 951."
処理部94は、検出部96の検出結果に基づいて、電圧変換部92で生成される直流電圧Vdcの大きさを制御する。処理部94は、参照値生成部93(第1スイッチ935及び第2スイッチ936)を制御することで、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92 based on the detection result of the detection unit 96. The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc by controlling the reference value generation unit 93 (first switch 935 and second switch 936).
処理部94は、直流電圧Vdcの大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、直流電圧Vdcの大きさを制御する。ここでの複数段階の目標電圧値は、第1電圧値(8V)、第2電圧値(7V)及び第3電圧値(6V)を含む。処理部94は、直流電圧Vdcの大きさを第1電圧値に一致させる場合、第1スイッチ935及び第2スイッチ936をともにオンし、直流電圧Vdcの大きさを第2電圧値に一致させる場合、第1スイッチ935をオンして第2スイッチ936をオフし、直流電圧Vdcの大きさを第3電圧値に一致させる場合、第1スイッチ935及び第2スイッチ936をともにオフする。複数段階の目標電圧値を用いることで、目標電圧値が連続的に変化する構成と比較して、回路構成の簡略化を図ることが可能となる。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc so that it matches one of multiple preset target voltage values. The multiple target voltage values include a first voltage value (8 V), a second voltage value (7 V), and a third voltage value (6 V). When the processing unit 94 controls the DC voltage Vdc to match the first voltage value, it turns on both the first switch 935 and the second switch 936. When the processing unit 94 controls the DC voltage Vdc to match the second voltage value, it turns on the first switch 935 and the second switch 936 and turns off the second switch 936. When the processing unit 94 controls the DC voltage Vdc to match the third voltage value, it turns off both the first switch 935 and the second switch 936. Using multiple target voltage values enables a simpler circuit configuration than a configuration in which the target voltage value changes continuously.
以下、処理部94による参照値生成部93(第1スイッチ935及び第2スイッチ936)の制御方法の一例について説明する。 Below, an example of how the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 (first switch 935 and second switch 936) is described.
電源投入時には、処理部94は、電圧変換部92が生成する直流電圧Vdcの大きさが、出力可能な最大の大きさである第1電圧値(8V)となるように、第1スイッチ935及び第2スイッチ936をオンしている。 When the power is turned on, the processing unit 94 turns on the first switch 935 and the second switch 936 so that the DC voltage Vdc generated by the voltage conversion unit 92 becomes the first voltage value (8 V), which is the maximum voltage that can be output.
電源投入直後において、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の端子間電圧の大きさ)を、第1基準値及び第2基準値(第2基準値>第1基準値)と比較する。 Immediately after power-on, the processing unit 94 compares the physical quantity detected by the detection unit 96 (the magnitude of the voltage between the terminals of the transistor 951) with a first reference value and a second reference value (second reference value > first reference value).
トランジスタ951の端子間電圧の大きさが第2基準値を超えている場合、これは、トランジスタ951のコレクタエミッタ間の電圧降下が大きいこと、すなわち直流電圧Vdcの大きさが過剰であることを意味している(そのように、第2基準値が設定されている)。この場合、処理部94は、第2スイッチ936をオフして、直流電圧Vdcの大きさを第1電圧値(8V)から第2電圧値(7V)へ減少させる。 If the magnitude of the voltage across the terminals of transistor 951 exceeds the second reference value, this means that the voltage drop between the collector and emitter of transistor 951 is large, i.e., the magnitude of DC voltage Vdc is excessive (the second reference value is set accordingly). In this case, the processing unit 94 turns off the second switch 936 and reduces the magnitude of DC voltage Vdc from the first voltage value (8 V) to the second voltage value (7 V).
一方、トランジスタ951の端子間電圧の大きさが第1基準値以下の場合、処理部94は、半導体レーザ52が正常に発光していないと判断する。処理部94は、例えば、第1筐体4に設けられた警告灯を点灯させることにより、ユーザに警告を行ってもよい。 On the other hand, if the magnitude of the voltage between the terminals of the transistor 951 is equal to or less than the first reference value, the processing unit 94 determines that the semiconductor laser 52 is not emitting light normally. The processing unit 94 may warn the user, for example, by turning on a warning light provided on the first housing 4.
なお、トランジスタ951の端子間電圧の大きさが第1基準値を超えかつ第2基準値以下の場合、処理部94は、第1スイッチ935及び第2スイッチ936のオンを維持する。以下では、第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオンの状態を「両オン状態」ともいう。 Note that when the magnitude of the voltage between the terminals of the transistor 951 exceeds the first reference value and is equal to or less than the second reference value, the processing unit 94 keeps the first switch 935 and the second switch 936 on. Hereinafter, the state in which the first switch 935 and the second switch 936 are both on will also be referred to as the "both on state."
第2スイッチ936をオフした後、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の端子間電圧の大きさ)を、第3基準値及び第4基準値(第4基準値>第3基準値)と比較する。 After turning off the second switch 936, the processing unit 94 compares the physical quantity detected by the detection unit 96 (the magnitude of the voltage between the terminals of the transistor 951) with the third reference value and the fourth reference value (fourth reference value > third reference value).
トランジスタ951の端子間電圧の大きさが第4基準値を超えている場合、処理部94は、第1スイッチ935を更にオフして、直流電圧Vdcの大きさを第2電圧値(7V)から第3電圧値(6V)へ減少させる。 If the magnitude of the voltage between the terminals of transistor 951 exceeds the fourth reference value, the processing unit 94 further turns off the first switch 935 and reduces the magnitude of the DC voltage Vdc from the second voltage value (7 V) to the third voltage value (6 V).
一方、トランジスタ951の端子間電圧の大きさが第3基準値を超えかつ第4基準値以下の場合、処理部94は、第1スイッチ935のオン及び第2スイッチ936のオフを維持する。以下では、第1スイッチ935がオンで第2スイッチ936がオフの状態を「片オフ状態」ともいう。 On the other hand, when the magnitude of the voltage between the terminals of the transistor 951 exceeds the third reference value and is equal to or less than the fourth reference value, the processing unit 94 keeps the first switch 935 on and the second switch 936 off. Hereinafter, the state in which the first switch 935 is on and the second switch 936 is off is also referred to as the "one-off state."
なお、トランジスタ951の端子間電圧が第3基準値以下の場合、処理部94は、第2スイッチ936を再度オンしてもよい。第2スイッチ936を再度オンする場合、処理部94は、所定の遅延時間を設けてもよい。 Note that if the voltage between the terminals of the transistor 951 is equal to or lower than the third reference value, the processing unit 94 may turn on the second switch 936 again. When turning on the second switch 936 again, the processing unit 94 may set a predetermined delay time.
第1スイッチ935をオフした後、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の端子間電圧)を、第5基準値と比較する。 After turning off the first switch 935, the processing unit 94 compares the physical quantity detected by the detection unit 96 (the voltage between the terminals of the transistor 951) with a fifth reference value.
トランジスタ951の端子間電圧が第5基準値を超えている場合、処理部94は、第1スイッチ935及び第2スイッチ936のオフを維持する。以下では、第1スイッチ935及び第2スイッチ936がともにオフの状態を「両オフ状態」ともいう。 If the voltage between the terminals of the transistor 951 exceeds the fifth reference value, the processing unit 94 keeps the first switch 935 and the second switch 936 off. Hereinafter, the state in which the first switch 935 and the second switch 936 are both off will also be referred to as the "both off state."
トランジスタ951の端子間電圧が第5基準値以下の場合、処理部94は、第1スイッチ935を再度オンしてもよい。第1スイッチ935を再度オンする場合、処理部94は、所定の遅延時間を設けてもよい。 If the voltage between the terminals of the transistor 951 is equal to or lower than the fifth reference value, the processing unit 94 may turn on the first switch 935 again. When turning on the first switch 935 again, the processing unit 94 may set a predetermined delay time.
このように、処理部94は、電源投入時の直流電圧Vdcの大きさを、選択可能な電圧範囲(ここでは、6V,7V,8V)のうちで最大の値(8V)としている。これにより、電源投入直後に半導体レーザ52がレーザ光L0を出射できる可能性が高くなる。ただし、これに限らず、処理部94は、電源投入時の直流電圧Vdcの大きさを、選択可能な電圧範囲(ここでは、6V,7V,8V)のうちの最小の値(6V)としてもよい。 In this way, the processing unit 94 sets the magnitude of the DC voltage Vdc at power-on to the maximum value (8V) within the selectable voltage range (here, 6V, 7V, 8V). This increases the likelihood that the semiconductor laser 52 will be able to emit laser light L0 immediately after power-on. However, this is not a limitation, and the processing unit 94 may also set the magnitude of the DC voltage Vdc at power-on to the minimum value (6V) within the selectable voltage range (here, 6V, 7V, 8V).
上記の初期動作の終了後、処理部94は、検出部96の検出結果に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 After the above initial operation is completed, the processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96.
ここでは、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の端子間電圧)が増加して所定の閾値を超えると、直流電圧Vdcの大きさを減少させる。例えば、両オン状態(直流電圧Vdcの大きさが8Vの状態)において、トランジスタ951の端子間電圧が増加しかつ所定の閾値(例えば、上記の第2基準値)を超えたことを検出すると、処理部94は、第2スイッチ936をオフして、直流電圧Vdcの大きさを7Vに減少させる。また、片オフ状態(直流電圧Vdcの大きさが7Vの状態)において、トランジスタ951の端子間電圧が増加しかつ所定の閾値(例えば、上記の第4基準値)を超えたことを検出すると、処理部94は、第1スイッチ935をオフして、直流電圧Vdcの大きさを6Vに減少させる。 Here, the processing unit 94 reduces the magnitude of the DC voltage Vdc when the physical quantity (the voltage between the terminals of the transistor 951) detected by the detection unit 96 increases and exceeds a predetermined threshold. For example, in the double-on state (when the magnitude of the DC voltage Vdc is 8 V), if the processing unit 94 detects that the voltage between the terminals of the transistor 951 has increased and exceeded a predetermined threshold (e.g., the second reference value described above), it turns off the second switch 936 and reduces the magnitude of the DC voltage Vdc to 7 V. Also, in the single-off state (when the magnitude of the DC voltage Vdc is 7 V), if the processing unit 94 detects that the voltage between the terminals of the transistor 951 has increased and exceeded a predetermined threshold (e.g., the fourth reference value described above), it turns off the first switch 935 and reduces the magnitude of the DC voltage Vdc to 6 V.
また、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の端子間電圧)が減少して所定の閾値以下となると、直流電圧Vdcの大きさを増加させる。例えば、両オフ状態(直流電圧Vdcの大きさが6Vの状態)において、トランジスタ951の端子間電圧が減少しかつ所定の閾値(例えば、上記の第5基準値)以下となったことを検出すると、処理部94は、第1スイッチ935をオンして、直流電圧Vdcの大きさを7Vに増加させる。また、片オフ状態(直流電圧Vdcの大きさが7Vの状態)において、トランジスタ951の端子間電圧が減少しかつ所定の閾値(例えば、上記の第3基準値)以下となったことを検出すると、処理部94は、第2スイッチ936をオンして、直流電圧Vdcの大きさを8Vに増加させる。 Furthermore, when the physical quantity (terminal voltage of transistor 951) detected by the detection unit 96 decreases and falls below a predetermined threshold, the processing unit 94 increases the magnitude of the DC voltage Vdc. For example, in the double-off state (when the magnitude of DC voltage Vdc is 6 V), if the processing unit 94 detects that the terminal voltage of transistor 951 has decreased and fallen below a predetermined threshold (e.g., the fifth reference value described above), the processing unit 94 turns on the first switch 935 and increases the magnitude of the DC voltage Vdc to 7 V. Furthermore, in the single-off state (when the magnitude of DC voltage Vdc is 7 V), if the processing unit 94 detects that the terminal voltage of transistor 951 has decreased and fallen below a predetermined threshold (e.g., the third reference value described above), the processing unit 94 turns on the second switch 936 and increases the magnitude of the DC voltage Vdc to 8 V.
このように、レーザ駆動装置9の処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の両端間電圧)が増加して第1閾値(第2基準値、第4基準値)を超えると、直流電圧Vdcの大きさを減少させる。また、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の両端間電圧)が減少して第2閾値(第3基準値、第5基準値)以下となると、直流電圧Vdcの大きさを増加させる。処理部94が、トランジスタ951の端子間電圧に基づいて直流電圧Vdcの大きさを制御することで、半導体レーザ52がレーザ光L0を放出するのに最低限必要な程度に、直流電圧Vdcの大きさを調整することが可能となる。これにより、本実施形態のレーザ駆動装置9では、余剰な消費電力を抑制することが可能となり、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In this way, the processing unit 94 of the laser driving device 9 reduces the magnitude of the DC voltage Vdc when the physical quantity (voltage across the transistor 951) detected by the detection unit 96 increases and exceeds the first threshold (second reference value, fourth reference value). Furthermore, the processing unit 94 increases the magnitude of the DC voltage Vdc when the physical quantity (voltage across the transistor 951) detected by the detection unit 96 decreases and becomes equal to or less than the second threshold (third reference value, fifth reference value). By controlling the magnitude of the DC voltage Vdc based on the voltage across the transistor 951, the processing unit 94 can adjust the magnitude of the DC voltage Vdc to the minimum level required for the semiconductor laser 52 to emit laser light L0. This makes it possible for the laser driving device 9 of this embodiment to suppress excess power consumption and reduce power consumption.
ここで、本実施形態のレーザ駆動装置9では、第2基準値は第3基準値よりも大きく、第4基準値は第5基準値よりも大きい。要するに、処理部94は、検出部96で検出された物理量(トランジスタ951の両端間電圧)が増加して第1閾値(第2基準値、第4基準値)を超えた場合に、直流電圧Vdcの大きさを減少させ、上記の物理量が減少して第2閾値(第3基準値、第5基準値)以下となった場合に、直流電圧Vdcの大きさを増加させる。そして第1閾値は、第2閾値よりも大きい。すなわち、処理部94では、直流電圧Vdcの大きさを変更する場合に、ヒステリシスを持たせている。これにより、直流電圧Vdcの大きさが、8Vと7Vとの間又は7Vと6Vとの間で短時間の間に多数回の切り替えが行われる、いわゆる振動が、発生しにくくなる。 In the laser driving device 9 of this embodiment, the second reference value is greater than the third reference value, and the fourth reference value is greater than the fifth reference value. In other words, when the physical quantity (voltage across the transistor 951) detected by the detection unit 96 increases and exceeds the first threshold (second reference value, fourth reference value), the processing unit 94 reduces the magnitude of the DC voltage Vdc. When the physical quantity decreases and becomes equal to or less than the second threshold (third reference value, fifth reference value), the processing unit 94 increases the magnitude of the DC voltage Vdc. The first threshold is greater than the second threshold. In other words, the processing unit 94 applies hysteresis when changing the magnitude of the DC voltage Vdc. This reduces the likelihood of oscillation, in which the magnitude of the DC voltage Vdc switches between 8V and 7V or between 7V and 6V multiple times in a short period of time.
なお、半導体レーザ52が発光を開始した後に、検出部96の検出結果(検出部96で検出される物理量)が変化する原因の一例としては、半導体レーザ52の温度の変化が挙げられる。半導体レーザ52の温度の変化の原因の一例としては、半導体レーザ52又は周囲の回路部品の発熱、又は外気温の変化等が挙げられる。 Note that one example of a cause of a change in the detection result of the detection unit 96 (the physical quantity detected by the detection unit 96) after the semiconductor laser 52 starts emitting light is a change in the temperature of the semiconductor laser 52. Examples of causes of a change in the temperature of the semiconductor laser 52 include heat generation from the semiconductor laser 52 or surrounding circuit components, or a change in the outside air temperature.
半導体レーザ52は、半導体レーザ52に流れる電流が一定の条件下において、半導体レーザ52の温度が増加するほど順方向電圧が減少する特性を有する。そのため、半導体レーザ52の温度が増加すると、半導体レーザ52の順方向電圧が減少してトランジスタ951の両端間電圧が増加し、検出部96により検出される物理量が増加する。この場合、処理部94は、直流電圧Vdcの大きさを減少させる。一方、半導体レーザ52の温度が減少すると、半導体レーザ52の順方向電圧が増加してトランジスタ951の両端間電圧が減少し、検出部96により検出される物理量が減少する。この場合、処理部94は、直流電圧Vdcの大きさを増加させる。 The semiconductor laser 52 has a characteristic that, under conditions where the current flowing through the semiconductor laser 52 is constant, the forward voltage of the semiconductor laser 52 decreases as the temperature of the semiconductor laser 52 increases. Therefore, when the temperature of the semiconductor laser 52 increases, the forward voltage of the semiconductor laser 52 decreases, the voltage across the transistor 951 increases, and the physical quantity detected by the detection unit 96 increases. In this case, the processing unit 94 decreases the magnitude of the DC voltage Vdc. On the other hand, when the temperature of the semiconductor laser 52 decreases, the forward voltage of the semiconductor laser 52 increases, the voltage across the transistor 951 decreases, and the physical quantity detected by the detection unit 96 decreases. In this case, the processing unit 94 increases the magnitude of the DC voltage Vdc.
要するに、処理部94は、半導体レーザ52の温度が増加してトランジスタ951の両端間電圧が所定の閾値を超えると、直流電圧Vdcの大きさを減少させる。これにより、例えば、レーザ墨出し器1を寒冷地で使用する場合において、半導体レーザ52がレーザ光L0を放出するのに必要な順方向電圧が、半導体レーザ52等の発熱等によって発光初期よりも減少した場合には、処理部94は、直流電圧Vdcの大きさを相対的に小さな値へと変更する。これにより、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In short, when the temperature of the semiconductor laser 52 increases and the voltage across the transistor 951 exceeds a predetermined threshold, the processing unit 94 reduces the magnitude of the DC voltage Vdc. As a result, for example, when the laser marking device 1 is used in a cold climate, if the forward voltage required for the semiconductor laser 52 to emit laser light L0 decreases from the initial state of light emission due to heat generation by the semiconductor laser 52, etc., the processing unit 94 changes the magnitude of the DC voltage Vdc to a relatively small value. This makes it possible to reduce power consumption.
また、レーザ墨出し器1の回路部品等に、製造誤差又は経年劣化等があった場合でも、検出部96の検出結果に基づいて処理部94が直流電圧Vdcの大きさを制御することで、回路部品等の実際の状態に応じてレーザ駆動装置9を動作させることが可能となる。これにより、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In addition, even if there are manufacturing errors or deterioration over time in the circuit components of the laser marking device 1, the processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection results of the detection unit 96, making it possible to operate the laser driving device 9 in accordance with the actual state of the circuit components. This makes it possible to reduce power consumption.
図3~図6に示すように、本実施形態のレーザ墨出し器1では、半導体レーザ52とトランジスタ951とは、異なる筐体に収容されている。具体的には、半導体レーザ52は、第1基板56に実装されて、第1筐体4に収容されている。一方、トランジスタ951は、第2基板35に実装されて、第2筐体36内に収容されている。第2筐体36は、第1筐体4とは別の筐体である。これにより、半導体レーザ52が収容された第1筐体4から、半導体レーザ52に熱的影響を与える熱源となるトランジスタ951が除外されている。このため、トランジスタ951による第1筐体4内の温度上昇を抑制でき、その結果、トランジスタ951の発熱による半導体レーザ52の温度上昇を抑制できる。半導体レーザ52の温度上昇を抑えることで、半導体レーザ52の発光効率の低下及び寿命の短縮等を抑制できる。 As shown in Figures 3 to 6, in the laser marking device 1 of this embodiment, the semiconductor laser 52 and the transistor 951 are housed in different housings. Specifically, the semiconductor laser 52 is mounted on the first board 56 and housed in the first housing 4. Meanwhile, the transistor 951 is mounted on the second board 35 and housed in the second housing 36. The second housing 36 is a separate housing from the first housing 4. This removes the transistor 951, which is a heat source that thermally affects the semiconductor laser 52, from the first housing 4 housing the semiconductor laser 52. This prevents the transistor 951 from causing a temperature rise inside the first housing 4, which in turn prevents a temperature rise in the semiconductor laser 52 due to heat generated by the transistor 951. By suppressing the temperature rise in the semiconductor laser 52, it is possible to prevent a decrease in the light-emitting efficiency and a shortened lifespan of the semiconductor laser 52.
本実施形態のレーザ墨出し器1では、受光素子953も、第1基板56に実装されて、第1筐体4に収容されている。一方、レーザ駆動装置9において他に熱源となり得る部品(スイッチング素子923、平滑コンデンサ924、第1スイッチ935、第2スイッチ936、第2トランジスタ952、スイッチング制御部925、処理部94等)は、第1筐体4に収容されていてもよいが、第2筐体36に収容されている方が好ましい。熱源となる部品が第2筐体36に収容されていれば、半導体レーザ52の温度上昇を抑制でき、半導体レーザ52の発光効率の低下及び寿命の短縮等を抑制できる。 In the laser marking device 1 of this embodiment, the light receiving element 953 is also mounted on the first board 56 and housed in the first housing 4. On the other hand, other components in the laser driving device 9 that may become heat sources (such as the switching element 923, smoothing capacitor 924, first switch 935, second switch 936, second transistor 952, switching control unit 925, and processing unit 94) may be housed in the first housing 4, but are preferably housed in the second housing 36. If the components that become heat sources are housed in the second housing 36, the temperature rise of the semiconductor laser 52 can be suppressed, and a decrease in the light emission efficiency and shortened lifespan of the semiconductor laser 52 can be suppressed.
(3)変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の1つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。上記の実施形態及び以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(3) Modifications The above embodiment is merely one of various embodiments of the present disclosure. The above embodiment can be modified in various ways depending on the design, etc., as long as the object of the present disclosure can be achieved. Modifications of the embodiment are listed below. The above embodiment and the modifications described below can be applied in appropriate combinations.
(3.1)変形例1
本変形例のレーザ駆動装置9について、図9を参照して説明する。本変形例のレーザ駆動装置9は、検出部96の構成において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と相違する。本変形例のレーザ駆動装置9において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と同様の構成については、適宜説明を省略する場合がある。
(3.1) Modification 1
The laser driving device 9 of this modified example will be described with reference to Fig. 9. The laser driving device 9 of this modified example differs from the laser driving device 9 of the above embodiment in the configuration of the detection unit 96. In the laser driving device 9 of this modified example, the description of the same configuration as the laser driving device 9 of the above embodiment may be omitted as appropriate.
図9に示すように、本変形例のレーザ駆動装置9では、検出部96は、半導体レーザ52の端子間電圧を検出する。「半導体レーザ52の端子間電圧」とは、半導体レーザ52の両端間(アノードカソード間)の電圧を意味する。 As shown in FIG. 9 , in the laser driving device 9 of this modified example, the detection unit 96 detects the terminal voltage of the semiconductor laser 52. "Terminal voltage of the semiconductor laser 52" refers to the voltage between both ends of the semiconductor laser 52 (between the anode and cathode).
図9に示すように検出部96は、分圧回路964を備えている。分圧回路964は、半導体レーザ52と並列に接続されている。分圧回路964は、半導体レーザ52のアノードとカソードとにまたがるように接続されている。 As shown in FIG. 9, the detection unit 96 includes a voltage divider circuit 964. The voltage divider circuit 964 is connected in parallel with the semiconductor laser 52. The voltage divider circuit 964 is connected across the anode and cathode of the semiconductor laser 52.
分圧回路964は、第1分圧抵抗965と第2分圧抵抗966を備えている。第1分圧抵抗965の第1端は高電位側の出力端子971(半導体レーザ52のアノード)と接続され、第1分圧抵抗965の第2端は第2分圧抵抗966の第1端と接続され、第2分圧抵抗966の第2端は低電位側の出力端子972(半導体レーザ52のカソード)と接続されている。第1分圧抵抗965と第2分圧抵抗966との接続点は、差動増幅回路を構成するオペアンプ967の非反転入力端子と接続されている。オペアンプ967の反転入力端子は一定電圧を出力する電圧源968と接続され、オペアンプ967の出力端子は処理部94と接続されている。検出部96は、検出結果(物理量)として、一定電圧から第2分圧抵抗966の両端間電圧を差し引いて得られる電圧を処理部94へ出力する。 The voltage-dividing circuit 964 includes a first voltage-dividing resistor 965 and a second voltage-dividing resistor 966. The first terminal of the first voltage-dividing resistor 965 is connected to a high-potential output terminal 971 (the anode of the semiconductor laser 52). The second terminal of the first voltage-dividing resistor 965 is connected to a first terminal of the second voltage-dividing resistor 966. The second terminal of the second voltage-dividing resistor 966 is connected to a low-potential output terminal 972 (the cathode of the semiconductor laser 52). The junction between the first voltage-dividing resistor 965 and the second voltage-dividing resistor 966 is connected to the non-inverting input terminal of an operational amplifier 967 that constitutes a differential amplifier circuit. The inverting input terminal of the operational amplifier 967 is connected to a voltage source 968 that outputs a constant voltage, and the output terminal of the operational amplifier 967 is connected to the processing unit 94. The detection unit 96 outputs the voltage obtained by subtracting the voltage across the second voltage-dividing resistor 966 from the constant voltage to the processing unit 94 as the detection result (physical quantity).
処理部94は、検出部96の検出結果(半導体レーザ52の端子間電圧)に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96 (the voltage between the terminals of the semiconductor laser 52).
上述のように、半導体レーザ52は、半導体レーザ52の温度が増加するほど順方向電圧が減少する特性を有する。そこで、処理部94は、半導体レーザ52の温度の減少によって検出部96で検出された物理量(一定電圧から第2分圧抵抗の両端間電圧を差し引いて得られる電圧)が増加して所定の閾値を超えると、直流電圧Vdcの大きさを減少させる。また、処理部94は、半導体レーザ52の温度の増加によって検出部96で検出された物理量が減少して所定の閾値以下となると、参照値生成部93を制御して直流電圧Vdcの大きさを増加させる。 As described above, the semiconductor laser 52 has a characteristic in which the forward voltage decreases as the temperature of the semiconductor laser 52 increases. Therefore, when the physical quantity detected by the detection unit 96 (the voltage obtained by subtracting the voltage across the second voltage divider resistor from a constant voltage) increases due to a decrease in the temperature of the semiconductor laser 52 and exceeds a predetermined threshold, the processing unit 94 reduces the magnitude of the DC voltage Vdc. Furthermore, when the physical quantity detected by the detection unit 96 decreases due to an increase in the temperature of the semiconductor laser 52 and falls below the predetermined threshold, the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 to increase the magnitude of the DC voltage Vdc.
本変形例のレーザ駆動装置9でも、処理部94が、検出部96の検出結果に基づいて直流電圧Vdcの大きさを制御することで、半導体レーザ52がレーザ光L0を放出するのに最低限必要な程度に、直流電圧Vdcの大きさを調整することが可能となる。これにより、余剰な消費電力を抑制することが可能となり、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In the laser driving device 9 of this modified example, the processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96, making it possible to adjust the magnitude of the DC voltage Vdc to the minimum level necessary for the semiconductor laser 52 to emit laser light L0. This makes it possible to suppress excess power consumption and reduce power consumption.
(3.2)変形例2
本変形例のレーザ駆動装置9について、図10を参照して説明する。本変形例のレーザ駆動装置9は、検出部96の構成において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と相違する。本変形例のレーザ駆動装置9において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と同様の構成については、適宜説明を省略する場合がある。
(3.2) Modification 2
The laser driving device 9 of this modified example will be described with reference to Fig. 10. The laser driving device 9 of this modified example differs from the laser driving device 9 of the above embodiment in the configuration of the detection unit 96. In the laser driving device 9 of this modified example, the description of the same configuration as the laser driving device 9 of the above embodiment may be omitted as appropriate.
図10に示すように、本変形例のレーザ駆動装置9では、検出部96は、半導体レーザ52に流れる電流を検出する。 As shown in Figure 10, in this modified laser driving device 9, the detection unit 96 detects the current flowing through the semiconductor laser 52.
図10に示すように検出部96は、検出抵抗963を備えている。検出抵抗963は、半導体レーザ52と直列に接続されている。検出部96は、検出結果(物理量)として、検出抵抗963に流れる電流を検出する。 As shown in FIG. 10, the detection unit 96 includes a detection resistor 963. The detection resistor 963 is connected in series with the semiconductor laser 52. The detection unit 96 detects the current flowing through the detection resistor 963 as the detection result (physical quantity).
処理部94は、検出部96の検出結果(半導体レーザ52に流れる電流)に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96 (the current flowing through the semiconductor laser 52).
半導体レーザ52の温度が増加すると、半導体レーザ52の発光量は減少する。レーザ駆動装置9では、半導体レーザ52の発光量が維持されるように発光回路95がフィードバック制御を行うため、半導体レーザ52に流れる電流が増加する。そのため、半導体レーザ52の温度が増加すると、検出部96により検出される物理量が増加する。この場合、処理部94は、参照値生成部93を制御して直流電圧Vdcの大きさを減少させる。 As the temperature of the semiconductor laser 52 increases, the light emission output of the semiconductor laser 52 decreases. In the laser driving device 9, the light emission circuit 95 performs feedback control to maintain the light emission output of the semiconductor laser 52, increasing the current flowing through the semiconductor laser 52. Therefore, as the temperature of the semiconductor laser 52 increases, the physical quantity detected by the detection unit 96 increases. In this case, the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 to reduce the magnitude of the DC voltage Vdc.
また、半導体レーザ52の温度が減少すると、半導体レーザ52の発光量は増加する。レーザ駆動装置9では、半導体レーザ52の発光量が維持されるように発光回路95がフィードバック制御を行うため、半導体レーザ52に流れる電流が減少する。そのため、半導体レーザ52の温度が増加すると、検出部96により検出される物理量が減少する。この場合、処理部94は、参照値生成部93を制御して直流電圧Vdcの大きさを増加させる。 Furthermore, as the temperature of the semiconductor laser 52 decreases, the light emission output of the semiconductor laser 52 increases. In the laser driving device 9, the light emission circuit 95 performs feedback control to maintain the light emission output of the semiconductor laser 52, thereby reducing the current flowing through the semiconductor laser 52. Therefore, as the temperature of the semiconductor laser 52 increases, the physical quantity detected by the detection unit 96 decreases. In this case, the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 to increase the magnitude of the DC voltage Vdc.
本変形例のレーザ駆動装置9でも、処理部94が、検出部96の検出結果に基づいて直流電圧Vdcの大きさを制御することで、半導体レーザ52がレーザ光L0を放出するのに最低限必要な程度に、直流電圧Vdcの大きさを調整することが可能となる。これにより、余剰な消費電力を抑制することが可能となり、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In the laser driving device 9 of this modified example, the processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96, making it possible to adjust the magnitude of the DC voltage Vdc to the minimum level necessary for the semiconductor laser 52 to emit laser light L0. This makes it possible to suppress excess power consumption and reduce power consumption.
(3.3)変形例3
本変形例のレーザ駆動装置9について、図11を参照して説明する。本変形例のレーザ駆動装置9は、検出部96の構成において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と相違する。本変形例のレーザ駆動装置9において、上記の実施形態のレーザ駆動装置9と同様の構成については、適宜説明を省略する場合がある。
(3.3) Modification 3
The laser driving device 9 of this modified example will be described with reference to Fig. 11. The laser driving device 9 of this modified example differs from the laser driving device 9 of the above embodiment in the configuration of the detection unit 96. In the laser driving device 9 of this modified example, the description of the same configuration as the laser driving device 9 of the above embodiment may be omitted as appropriate.
図11に示すように、本変形例のレーザ駆動装置9では、検出部96は、半導体レーザ52の温度を検出する。 As shown in FIG. 11, in this modified laser driving device 9, the detection unit 96 detects the temperature of the semiconductor laser 52.
図11に示すように検出部96は、温度センサ969を備えている。温度センサ969は、半導体レーザ52の近傍に配置されており、検出結果(物理量)として、半導体レーザ52の温度を検出する。 As shown in FIG. 11, the detection unit 96 is equipped with a temperature sensor 969. The temperature sensor 969 is disposed near the semiconductor laser 52 and detects the temperature of the semiconductor laser 52 as the detection result (physical quantity).
処理部94は、検出部96の検出結果(半導体レーザ52の温度)に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御する。 The processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result (temperature of the semiconductor laser 52) of the detection unit 96.
処理部94は、半導体レーザ52の温度すなわち検出部96により検出される物理量が増加すると、参照値生成部93を制御して直流電圧Vdcの大きさを減少させる。また、処理部94は、半導体レーザ52の温度すなわち検出部96により検出される物理量が減少すると、参照値生成部93を制御して直流電圧Vdcの大きさを増加させる。 When the temperature of the semiconductor laser 52, i.e., the physical quantity detected by the detection unit 96, increases, the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 to decrease the magnitude of the DC voltage Vdc. Furthermore, when the temperature of the semiconductor laser 52, i.e., the physical quantity detected by the detection unit 96, decreases, the processing unit 94 controls the reference value generation unit 93 to increase the magnitude of the DC voltage Vdc.
本変形例のレーザ駆動装置9でも、処理部94が、検出部96の検出結果に基づいて直流電圧Vdcの大きさを制御することで、半導体レーザ52がレーザ光L0を放出するのに最低限必要な程度に、直流電圧Vdcの大きさを調整することが可能となる。これにより、余剰な消費電力を抑制することが可能となり、消費電力の低減を図ることが可能となる。 In the laser driving device 9 of this modified example, the processing unit 94 controls the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detection result of the detection unit 96, making it possible to adjust the magnitude of the DC voltage Vdc to the minimum level necessary for the semiconductor laser 52 to emit laser light L0. This makes it possible to suppress excess power consumption and reduce power consumption.
なお、検出部96は、半導体レーザ52の温度の代わりに又は半導体レーザ52の温度に加えて、トランジスタ951の温度を検出してもよい。半導体レーザ52とトランジスタ951とには共通の電流が流れるため、トランジスタ951の発熱の状況は、半導体レーザ52の発熱の状況を示しているといえる。そのため、トランジスタ951の温度を検出することで、半導体レーザ52の温度の状況を間接的に把握することができる。処理部94は、検出されたトランジスタ951の温度に基づいて、直流電圧Vdcの大きさを制御すればよい。 The detection unit 96 may detect the temperature of the transistor 951 instead of or in addition to the temperature of the semiconductor laser 52. Because a common current flows through the semiconductor laser 52 and the transistor 951, the heat generation status of the transistor 951 can be said to indicate the heat generation status of the semiconductor laser 52. Therefore, by detecting the temperature of the transistor 951, the temperature status of the semiconductor laser 52 can be indirectly determined. The processing unit 94 may control the magnitude of the DC voltage Vdc based on the detected temperature of the transistor 951.
(4)態様
以上説明した実施形態及び変形例から明らかなように、本明細書には以下の態様が開示されている。
(4) Aspects As is clear from the above-described embodiments and modifications, the present specification discloses the following aspects.
第1の態様のレーザ駆動装置(9)は、電圧変換部(92)と、トランジスタ(951)と、検出部(96)と、処理部(94)と、を備える。電圧変換部(92)は、入力電圧(Vin)を、入力電圧(Vin)よりも高い直流電圧(Vdc)に昇圧して、直流電圧(Vdc)を半導体レーザ(52)へ出力する。トランジスタ(951)は、半導体レーザ(52)に接続され、半導体レーザ(52)に流れる電流の大きさを調整する。検出部(96)は、トランジスタ(951)の端子間電圧を検出する。処理部(94)は、検出部(96)の検出結果に基づいて、直流電圧(Vdc)の大きさを制御する。 The laser driving device (9) of the first aspect includes a voltage conversion unit (92), a transistor (951), a detection unit (96), and a processing unit (94). The voltage conversion unit (92) boosts the input voltage (Vin) to a DC voltage (Vdc) higher than the input voltage (Vin) and outputs the DC voltage (Vdc) to the semiconductor laser (52). The transistor (951) is connected to the semiconductor laser (52) and adjusts the magnitude of the current flowing through the semiconductor laser (52). The detection unit (96) detects the voltage between the terminals of the transistor (951). The processing unit (94) controls the magnitude of the DC voltage (Vdc) based on the detection result of the detection unit (96).
この態様によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to reduce power consumption.
第2の態様のレーザ駆動装置(9)は、電圧変換部(92)と、検出部(96)と、処理部(94)と、を備える。電圧変換部(92)は、入力電圧(Vin)を、入力電圧(Vin)よりも高い直流電圧(Vdc)に昇圧して、直流電圧(Vdc)を半導体レーザ(52)へ出力する。検出部(96)は、半導体レーザ(52)の端子間電圧を検出する。処理部(94)は、検出部(96)の検出結果に基づいて、直流電圧(Vdc)の大きさを制御する。 The laser driving device (9) of the second aspect includes a voltage conversion unit (92), a detection unit (96), and a processing unit (94). The voltage conversion unit (92) boosts the input voltage (Vin) to a DC voltage (Vdc) higher than the input voltage (Vin) and outputs the DC voltage (Vdc) to the semiconductor laser (52). The detection unit (96) detects the voltage between the terminals of the semiconductor laser (52). The processing unit (94) controls the magnitude of the DC voltage (Vdc) based on the detection result of the detection unit (96).
この態様によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to reduce power consumption.
第3の態様のレーザ駆動装置(9)は、電圧変換部(92)と、検出部(96)と、処理部(94)と、を備える。電圧変換部(92)は、入力電圧(Vin)を、入力電圧(Vin)よりも高い直流電圧(Vdc)に昇圧して、直流電圧(Vdc)を半導体レーザ(52)へ出力する。検出部(96)は、半導体レーザ(52)に流れる電流を検出する。処理部(94)は、検出部(96)の検出結果に基づいて、直流電圧(Vdc)の大きさを制御する。 The laser driving device (9) of the third aspect includes a voltage conversion unit (92), a detection unit (96), and a processing unit (94). The voltage conversion unit (92) boosts the input voltage (Vin) to a DC voltage (Vdc) higher than the input voltage (Vin) and outputs the DC voltage (Vdc) to the semiconductor laser (52). The detection unit (96) detects the current flowing through the semiconductor laser (52). The processing unit (94) controls the magnitude of the DC voltage (Vdc) based on the detection result of the detection unit (96).
この態様によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to reduce power consumption.
第4の態様のレーザ駆動装置(9)は、電圧変換部(92)と、トランジスタ(951)と、検出部(96)と、処理部(94)と、を備える。電圧変換部(92)は、入力電圧(Vin)を、入力電圧(Vin)よりも高い直流電圧(Vdc)に昇圧して、直流電圧(Vdc)を半導体レーザ(52)へ出力する。トランジスタ(951)は、半導体レーザ(52)に接続され、半導体レーザ(52)に流れる電流の大きさを調整する。検出部(96)は、半導体レーザ(52)又はトランジスタ(951)の温度を検出する。処理部(94)は、検出部(96)の検出結果に基づいて、直流電圧(Vdc)の大きさを制御する。 The laser driving device (9) of the fourth aspect includes a voltage conversion unit (92), a transistor (951), a detection unit (96), and a processing unit (94). The voltage conversion unit (92) boosts the input voltage (Vin) to a DC voltage (Vdc) higher than the input voltage (Vin) and outputs the DC voltage (Vdc) to the semiconductor laser (52). The transistor (951) is connected to the semiconductor laser (52) and adjusts the magnitude of the current flowing through the semiconductor laser (52). The detection unit (96) detects the temperature of the semiconductor laser (52) or the transistor (951). The processing unit (94) controls the magnitude of the DC voltage (Vdc) based on the detection result of the detection unit (96).
この態様によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to reduce power consumption.
第5の態様のレーザ駆動装置(9)では、第1又は第4の態様において、半導体レーザ(52)は、第1筐体(4)に収容される。トランジスタ(951)は、第1筐体(4)とは別の第2筐体(36)に収容される。 In the laser driving device (9) of the fifth aspect, in the first or fourth aspect, the semiconductor laser (52) is housed in a first housing (4). The transistor (951) is housed in a second housing (36) separate from the first housing (4).
この態様によれば、トランジスタ(951)の発熱による半導体レーザ(52)の温度上昇を抑制でき、半導体レーザ(52)の発光効率の低下及び寿命の短縮等を抑制できる。 This embodiment can suppress the temperature rise of the semiconductor laser (52) due to heat generation by the transistor (951), thereby suppressing the decrease in the light-emitting efficiency and shortening of the lifespan of the semiconductor laser (52).
第6の態様のレーザ駆動装置(9)は、第1、第4及び第5のいずれか1つの態様において、トランジスタ(951)を含む発光回路(95)を備える。発光回路(95)は、受光素子(953)と、電流制御回路(959)と、を更に備える。受光素子(953)は、半導体レーザ(52)からの光を受光する。電流制御回路(959)は、トランジスタ(951)の制御電極に接続される。電流制御回路(959)は、受光素子(953)での受光量が所定値に収束するように、受光素子(953)での受光量に応じて制御電極に流れる電流を制御する。 The laser driving device (9) of the sixth aspect is any one of the first, fourth, and fifth aspects and includes a light-emitting circuit (95) including a transistor (951). The light-emitting circuit (95) further includes a light-receiving element (953) and a current control circuit (959). The light-receiving element (953) receives light from the semiconductor laser (52). The current control circuit (959) is connected to the control electrode of the transistor (951). The current control circuit (959) controls the current flowing through the control electrode in accordance with the amount of light received by the light-receiving element (953) so that the amount of light received by the light-receiving element (953) converges to a predetermined value.
この態様によれば、半導体レーザ(52)の発光量が一定となるようにフィードバック制御を行うことが可能となる。 This aspect makes it possible to perform feedback control so that the light emission intensity of the semiconductor laser (52) remains constant.
第7の態様のレーザ駆動装置(9)では、第1~第6のいずれか1つの態様において、処理部(94)は、直流電圧(Vdc)の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、直流電圧(Vdc)の大きさを制御する。 In the seventh aspect of the laser driving device (9), in any one of the first to sixth aspects, the processing unit (94) controls the magnitude of the DC voltage (Vdc) so that the magnitude of the DC voltage (Vdc) matches one of multiple preset target voltage values.
この態様によれば、回路構成の簡略化を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to simplify the circuit configuration.
第8の態様のレーザ駆動装置(9)では、第1~第7のいずれか1つの態様において、検出部(96)の検出結果は、検出部(96)で検出された物理量を含む。処理部(94)は、物理量が増加して第1閾値を超えた場合に、直流電圧(Vdc)の大きさを減少させ、物理量が減少して第2閾値以下となった場合に、直流電圧(Vdc)の大きさを増加させる。第1閾値は、第2閾値よりも大きい。 In the eighth aspect of the laser driving device (9), in any one of the first to seventh aspects, the detection result of the detection unit (96) includes a physical quantity detected by the detection unit (96). The processing unit (94) reduces the magnitude of the DC voltage (Vdc) when the physical quantity increases and exceeds a first threshold, and increases the magnitude of the DC voltage (Vdc) when the physical quantity decreases and becomes equal to or less than a second threshold. The first threshold is greater than the second threshold.
この態様によれば、いわゆる振動の発生を抑制することが可能となる。 This aspect makes it possible to suppress the occurrence of so-called vibrations.
第9の態様のレーザ駆動装置(9)では、第1~第8のいずれか1つの態様において、電圧変換部(92)は、信号入力端子(926)と、電圧変換回路(920)と、スイッチング制御部(925)と、を備える。信号入力端子(926)には、直流電圧(Vdc)の大きさに比例した参照値を示す参照信号(Sin)が入力される。電圧変換回路(920)は、スイッチング素子(923)を含み、入力電圧(Vin)を直流電圧(Vdc)に変換する。スイッチング制御部(925)は、参照値が予め定められた規定値に一致するように、スイッチング素子(923)のデューティを制御する。処理部(94)は、参照値を変化させることで、直流電圧(Vdc)の大きさを変化させる。 In a ninth aspect of the laser driving device (9), in any one of the first to eighth aspects, the voltage conversion unit (92) includes a signal input terminal (926), a voltage conversion circuit (920), and a switching control unit (925). A reference signal (Sin) indicating a reference value proportional to the magnitude of the DC voltage (Vdc) is input to the signal input terminal (926). The voltage conversion circuit (920) includes a switching element (923) and converts the input voltage (Vin) into a DC voltage (Vdc). The switching control unit (925) controls the duty of the switching element (923) so that the reference value matches a predetermined specified value. The processing unit (94) changes the magnitude of the DC voltage (Vdc) by changing the reference value.
この態様によれば、スイッチング制御部(925)の処理を変更することなく、スイッチング制御部(925)へ入力される参照値を変更することで、電圧変換部(92)が生成する直流電圧(Vdc)の大きさを変更することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to change the magnitude of the DC voltage (Vdc) generated by the voltage conversion unit (92) by changing the reference value input to the switching control unit (925) without changing the processing of the switching control unit (925).
第10の態様のレーザ墨出し器(1)は、第1~第9のいずれか1つの態様のレーザ駆動装置(9)と、半導体レーザ(52)から放出された光を線状の光に変換する光学系(53)と、を備える。 The laser marking device (1) of the tenth aspect comprises a laser driving device (9) of any one of the first to ninth aspects and an optical system (53) that converts light emitted from the semiconductor laser (52) into linear light.
この態様によれば、消費電力の低減を図ることが可能となる。 This aspect makes it possible to reduce power consumption.
1 レーザ墨出し器
36 第2筐体
4 第1筐体
52 半導体レーザ
53 光学系
9 レーザ駆動装置
92 電圧変換部
920 電圧変換回路
923 スイッチング素子
925 スイッチング制御部
926 信号入力端子
94 処理部
95 発光回路
951 トランジスタ(第1トランジスタ)
953 受光素子
959 電流制御回路
96 検出部
Sin 参照信号
Vin 入力電圧
Vdc 直流電圧
REFERENCE SIGNS LIST 1 Laser marking device 36 Second housing 4 First housing 52 Semiconductor laser 53 Optical system 9 Laser driving device 92 Voltage conversion unit 920 Voltage conversion circuit 923 Switching element 925 Switching control unit 926 Signal input terminal 94 Processing unit 95 Light emitting circuit 951 Transistor (first transistor)
953 Light receiving element 959 Current control circuit 96 Detector Sin Reference signal Vin Input voltage Vdc DC voltage
Claims (13)
前記半導体レーザに接続され、前記半導体レーザに流れる電流の大きさを調整するトランジスタと、
前記トランジスタの端子間電圧を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御し、
前記処理部は、
前記端子間電圧が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、
前記端子間電圧が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させ、
前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい、
レーザ駆動装置。 a voltage conversion unit that boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser;
a transistor connected to the semiconductor laser and adjusting the magnitude of a current flowing through the semiconductor laser;
a detection unit that detects a voltage between the terminals of the transistor;
a processing unit that controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit;
Equipped with
the processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values;
The processing unit
When the voltage between the terminals increases and exceeds a first threshold, the magnitude of the DC voltage is reduced;
increasing the magnitude of the DC voltage when the inter-terminal voltage decreases to a second threshold value or less;
The first threshold is greater than the second threshold.
Laser driver.
前記半導体レーザの端子間電圧を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御し、
前記処理部は、
前記端子間電圧が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、
前記端子間電圧が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させ、
前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい、
レーザ駆動装置。 a voltage conversion unit that boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser;
a detection unit for detecting a voltage between terminals of the semiconductor laser;
a processing unit that controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit;
Equipped with
the processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values;
The processing unit
When the voltage between the terminals increases and exceeds a first threshold, the magnitude of the DC voltage is reduced;
increasing the magnitude of the DC voltage when the inter-terminal voltage decreases to a second threshold value or less;
The first threshold is greater than the second threshold.
Laser driver.
前記半導体レーザに流れる電流を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御し、
前記処理部は、
前記電流が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、
前記電流が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させ、
前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい、
レーザ駆動装置。 a voltage conversion unit that boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser;
a detection unit that detects a current flowing through the semiconductor laser;
a processing unit that controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit;
Equipped with
the processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values;
The processing unit
When the current increases and exceeds a first threshold, the magnitude of the DC voltage is decreased;
increasing the magnitude of the DC voltage when the current decreases to a second threshold value or less;
The first threshold is greater than the second threshold.
Laser driver.
前記半導体レーザに接続され、前記半導体レーザに流れる電流の大きさを調整するトランジスタと、
前記半導体レーザ又は前記トランジスタの温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記直流電圧の大きさを制御する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記直流電圧の大きさが、予め設定された複数段階の目標電圧値のうちのいずれかと一致するように、前記直流電圧の大きさを制御し、
前記処理部は、
前記温度が増加して第1閾値を超えた場合に、前記直流電圧の大きさを減少させ、
前記温度が減少して第2閾値以下となった場合に、前記直流電圧の大きさを増加させ、
前記第1閾値は、前記第2閾値よりも大きい、
レーザ駆動装置。 a voltage conversion unit that boosts an input voltage to a DC voltage higher than the input voltage and outputs the DC voltage to a semiconductor laser;
a transistor connected to the semiconductor laser and adjusting the magnitude of a current flowing through the semiconductor laser;
a detection unit that detects the temperature of the semiconductor laser or the transistor;
a processing unit that controls the magnitude of the DC voltage based on the detection result of the detection unit;
Equipped with
the processing unit controls the magnitude of the DC voltage so that the magnitude of the DC voltage matches one of a plurality of preset target voltage values;
The processing unit
decreasing the magnitude of the DC voltage when the temperature increases above a first threshold;
increasing the magnitude of the DC voltage when the temperature decreases to a value equal to or less than a second threshold;
The first threshold is greater than the second threshold.
Laser driver.
前記トランジスタは、前記第1筐体とは別の第2筐体に収容される、
請求項1又は4に記載のレーザ駆動装置。 the semiconductor laser is housed in a first housing;
The transistor is housed in a second housing separate from the first housing.
5. The laser driving device according to claim 1.
前記発光回路は、
前記半導体レーザからの光を受光する受光素子と、
前記トランジスタの制御電極に接続され、前記受光素子での受光量が所定値に収束するように、前記受光素子での前記受光量に応じて前記制御電極に流れる電流を制御する電流制御回路と、
を更に備える、
請求項1又は4に記載のレーザ駆動装置。 a light-emitting circuit including the transistor,
The light emitting circuit includes:
a light receiving element that receives light from the semiconductor laser;
a current control circuit connected to a control electrode of the transistor, the current control circuit controlling the current flowing through the control electrode in accordance with the amount of light received by the light receiving element so that the amount of light received by the light receiving element converges to a predetermined value;
Further comprising:
5. The laser driving device according to claim 1.
前記半導体レーザは、第1筐体に収容され、the semiconductor laser is housed in a first housing;
前記トランジスタは、前記第1筐体とは別の第2筐体に収容される、The transistor is housed in a second housing separate from the first housing.
請求項2又は3に記載のレーザ駆動装置。4. The laser driving device according to claim 2 or 3.
前記直流電圧の大きさに比例した参照値を示す参照信号が入力される信号入力端子と、a signal input terminal to which a reference signal indicating a reference value proportional to the magnitude of the DC voltage is input;
スイッチング素子を含み、前記入力電圧を前記直流電圧に変換する電圧変換回路と、a voltage conversion circuit including a switching element for converting the input voltage into the DC voltage;
前記参照値が予め定められた規定値に一致するように、前記スイッチング素子のデューティを制御するスイッチング制御部と、a switching control unit that controls a duty of the switching element so that the reference value coincides with a predetermined specified value;
を備え、Equipped with
前記処理部は、前記参照値を変化させることで、前記直流電圧の大きさを変化させる、The processing unit changes the reference value to change the magnitude of the DC voltage.
請求項1~4のいずれか1項に記載のレーザ駆動装置。The laser driving device according to any one of claims 1 to 4.
前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light;
を備える、Equipped with
レーザ墨出し器。Laser level.
前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light;
を備える、Equipped with
レーザ墨出し器。Laser level.
前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light;
を備える、Equipped with
レーザ墨出し器。Laser level.
前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light;
を備える、Equipped with
レーザ墨出し器。Laser level.
前記半導体レーザから放出された光を線状の光に変換する光学系と、an optical system that converts the light emitted from the semiconductor laser into linear light;
を備える、Equipped with
レーザ墨出し器。Laser level.
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158395A (en) | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Sony Corp | Semiconductor laser power control method and control apparatus, magneto-optical recording medium recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus, and optical recording medium recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus |
| JP2006173518A (en) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Hitachi Koki Co Ltd | Laser light generating device, line light generating optical system, and laser marking device |
| WO2006137303A1 (en) | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser driving circuit, and optical disc device and integrated circuit provided with semiconductor laser driving circuit |
| JP2007306644A (en) | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Sharp Corp | POWER CIRCUIT DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE POWER CIRCUIT DEVICE |
| JP2008116239A (en) | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Audio Technica Corp | Laser marking machine |
| JP2008277611A (en) | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Laser driving apparatus and method |
| CN201181810Y (en) | 2008-04-25 | 2009-01-14 | 深圳新飞通光电子技术有限公司 | Turn-off time circuit of electroabsorption modulation laser |
| JP2009517700A (en) | 2005-11-28 | 2009-04-30 | アンフォトニックス リミテッド | Optical fiber module |
| JP2017152193A (en) | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 株式会社オーディオテクニカ | Irradiation device, sumi appearance device and irradiation method |
| JP2018022717A (en) | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社島津製作所 | Semiconductor light-emitting device drive circuit |
| US20180183208A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Axon Enterprise, Inc. | Systems and Methods for Calibrating, Operating, and Setting a Laser Diode in a Weapon |
| JP2019068528A (en) | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 株式会社リコー | Step-up circuit, power supply circuit, light source drive circuit and distance measuring device |
| JP2019192850A (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日亜化学工業株式会社 | Driving circuit and processing device |
| WO2020044818A1 (en) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light source apparatus, adjustment method, and sensing module |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0923646A (en) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | Ricoh Co Ltd | Switching regulator |
-
2022
- 2022-05-20 JP JP2022083216A patent/JP7828233B2/en active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002158395A (en) | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Sony Corp | Semiconductor laser power control method and control apparatus, magneto-optical recording medium recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus, and optical recording medium recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus |
| JP2006173518A (en) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Hitachi Koki Co Ltd | Laser light generating device, line light generating optical system, and laser marking device |
| WO2006137303A1 (en) | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser driving circuit, and optical disc device and integrated circuit provided with semiconductor laser driving circuit |
| JP2009517700A (en) | 2005-11-28 | 2009-04-30 | アンフォトニックス リミテッド | Optical fiber module |
| JP2007306644A (en) | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Sharp Corp | POWER CIRCUIT DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE POWER CIRCUIT DEVICE |
| JP2008116239A (en) | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Audio Technica Corp | Laser marking machine |
| JP2008277611A (en) | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Laser driving apparatus and method |
| CN201181810Y (en) | 2008-04-25 | 2009-01-14 | 深圳新飞通光电子技术有限公司 | Turn-off time circuit of electroabsorption modulation laser |
| JP2017152193A (en) | 2016-02-24 | 2017-08-31 | 株式会社オーディオテクニカ | Irradiation device, sumi appearance device and irradiation method |
| JP2018022717A (en) | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社島津製作所 | Semiconductor light-emitting device drive circuit |
| US20180183208A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Axon Enterprise, Inc. | Systems and Methods for Calibrating, Operating, and Setting a Laser Diode in a Weapon |
| JP2019068528A (en) | 2017-09-28 | 2019-04-25 | 株式会社リコー | Step-up circuit, power supply circuit, light source drive circuit and distance measuring device |
| JP2019192850A (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | 日亜化学工業株式会社 | Driving circuit and processing device |
| WO2020044818A1 (en) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light source apparatus, adjustment method, and sensing module |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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