JPH09252155A - レーザー光源装置及びレーザー発光方法 - Google Patents
レーザー光源装置及びレーザー発光方法Info
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- JPH09252155A JPH09252155A JP8122747A JP12274796A JPH09252155A JP H09252155 A JPH09252155 A JP H09252155A JP 8122747 A JP8122747 A JP 8122747A JP 12274796 A JP12274796 A JP 12274796A JP H09252155 A JPH09252155 A JP H09252155A
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 本発明は、レーザー光源装置及びレーザー発
光方法に係わり、特に、所定の点滅時間を有する間欠パ
ルス光が発生させ、バートレー効果により、ピークの明
るさを強調することのできるレーザー光源装置等を提供
することを目的とする。 ［構成］ 本発明は、タイミング回路が、励起型レーザ
ー光源を、所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発生
する様にタイミイグ信号を形成し、ポンピング用レーザ
ーが、タイミング回路の出力信号に基づいて、励起型レ
ーザー光源をポンピングし、この間欠パルス光は、正常
者のフリッカー値より周期の遅い点滅であって、消灯時
間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じた後、眼の
感度が最大感度に復帰する時間程度となっている。
光方法に係わり、特に、所定の点滅時間を有する間欠パ
ルス光が発生させ、バートレー効果により、ピークの明
るさを強調することのできるレーザー光源装置等を提供
することを目的とする。 ［構成］ 本発明は、タイミング回路が、励起型レーザ
ー光源を、所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発生
する様にタイミイグ信号を形成し、ポンピング用レーザ
ーが、タイミング回路の出力信号に基づいて、励起型レ
ーザー光源をポンピングし、この間欠パルス光は、正常
者のフリッカー値より周期の遅い点滅であって、消灯時
間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じた後、眼の
感度が最大感度に復帰する時間程度となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光源装置
及びレーザー発光方法に係わり、特に、所定の点滅時間
を有する間欠パルス光が発生させ、バートレー効果によ
り、ピークの明るさを強調することのできるレーザー光
源装置及びレーザー発光方法に関するものである。
及びレーザー発光方法に係わり、特に、所定の点滅時間
を有する間欠パルス光が発生させ、バートレー効果によ
り、ピークの明るさを強調することのできるレーザー光
源装置及びレーザー発光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、目的物に対してレーザ光を照
射するためのレーザ照射装置が各種存在しており、近
年、その用途も広がり、急速に普及している。
射するためのレーザ照射装置が各種存在しており、近
年、その用途も広がり、急速に普及している。
【０００３】これらのレーザ照射装置は、一般的に連続
発光のレーザ光が採用されていた。
発光のレーザ光が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のレ
ーザ照射装置は、近距離にある目的物を照射する場合に
は比較的問題点が少ないが、遠距離にある目的物を照射
する場合には、光が拡散して照射光が減衰するという問
題点があった。
ーザ照射装置は、近距離にある目的物を照射する場合に
は比較的問題点が少ないが、遠距離にある目的物を照射
する場合には、光が拡散して照射光が減衰するという問
題点があった。
【０００５】この照射光の減衰は、使用者の自認が困難
となり、特に、周囲が明るい日中では、極めて自認が困
難となり、作業能率が低下するという問題点があった。
となり、特に、周囲が明るい日中では、極めて自認が困
難となり、作業能率が低下するという問題点があった。
【０００６】照射光の減衰を解決するためには、まず、
光源の出力の増大が考えられるが、レーザ光の人体に対
する影響力も増加して危険性も高まると共に、消費電力
も増加するという問題点があった。
光源の出力の増大が考えられるが、レーザ光の人体に対
する影響力も増加して危険性も高まると共に、消費電力
も増加するという問題点があった。
【０００７】更に、レーザ光の出力の増加は、保護設備
の増加を伴い、コスト高の原因となると共に、取扱いも
面倒になるという深刻な問題点があった。
の増加を伴い、コスト高の原因となると共に、取扱いも
面倒になるという深刻な問題点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、レーザー光源と、このレーザー光源
に対して、所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発光
する様に駆動するための駆動手段とからなり、この間欠
パルス光は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅
であって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさ
を感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度に
構成されている。
案出されたもので、レーザー光源と、このレーザー光源
に対して、所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発光
する様に駆動するための駆動手段とからなり、この間欠
パルス光は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅
であって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさ
を感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度に
構成されている。
【０００９】また本発明は、励起型レーザー光源と、こ
の励起型レーザー光源に対して、所定の点滅時間を有す
る間欠パルス光が発生する様なタイミイグ信号を形成す
るタイミング回路と、このタイミング回路の出力信号に
基づいて、励起型レーザー光源をポンピングするための
ポンピング用レーザーとからなり、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度に構成さ
れている。
の励起型レーザー光源に対して、所定の点滅時間を有す
る間欠パルス光が発生する様なタイミイグ信号を形成す
るタイミング回路と、このタイミング回路の出力信号に
基づいて、励起型レーザー光源をポンピングするための
ポンピング用レーザーとからなり、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度に構成さ
れている。
【００１０】そして本発明は、所定の点滅時間が、バー
トレー効果により点滅光の強調効果が得られる周波数に
することもできる。
トレー効果により点滅光の強調効果が得られる周波数に
することもできる。
【００１１】更に本発明は、所定の点滅時間を、６Ｈｚ
〜１５Ｈｚとすることもできる。
〜１５Ｈｚとすることもできる。
【００１２】そして本発明の間欠パルス光は、点灯時間
をＴとすれば、消灯時間が略２Ｔとすることもできる。
をＴとすれば、消灯時間が略２Ｔとすることもできる。
【００１３】また本発明のレーザー発光方法は、レーザ
ー光源を、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅で
あって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを
感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度とな
る様な点滅時間を有する間欠パルス光として発生させる
構成となっている。
ー光源を、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅で
あって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを
感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度とな
る様な点滅時間を有する間欠パルス光として発生させる
構成となっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
駆動手段が、レーザー光源を、所定の点滅時間を有する
間欠パルス光が発光する様に駆動し、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度となって
いる。
駆動手段が、レーザー光源を、所定の点滅時間を有する
間欠パルス光が発光する様に駆動し、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度となって
いる。
【００１５】また本発明は、タイミング回路が、励起型
レーザー光源を、所定の点滅時間を有する間欠パルス光
が発生する様にタイミイグ信号を形成し、ポンピング用
レーザーが、タイミング回路の出力信号に基づいて、励
起型レーザー光源をポンピングし、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度となって
いる。
レーザー光源を、所定の点滅時間を有する間欠パルス光
が発生する様にタイミイグ信号を形成し、ポンピング用
レーザーが、タイミング回路の出力信号に基づいて、励
起型レーザー光源をポンピングし、この間欠パルス光
は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であっ
て、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感じ
た後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度となって
いる。
【００１６】そして本発明の所定の点滅時間を、バート
レー効果により点滅光の強調効果が得られる周波数とす
ることもできる。
レー効果により点滅光の強調効果が得られる周波数とす
ることもできる。
【００１７】更に本発明は、所定の点滅時間を、６Ｈｚ
〜１５Ｈｚとすることもできる。
〜１５Ｈｚとすることもできる。
【００１８】そして本発明の間欠パルス光は、点灯時間
をＴとすれば、消灯時間が略２Ｔとすることもできる。
をＴとすれば、消灯時間が略２Ｔとすることもできる。
【００１９】また本発明のレーザー発光方法は、レーザ
ー光源を、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅で
あって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを
感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度とな
る様な点滅時間を有する間欠パルス光として発生させる
ことができる。
ー光源を、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅で
あって、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを
感じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度とな
る様な点滅時間を有する間欠パルス光として発生させる
ことができる。
【００２０】
【００２１】ここで、本発明の原理について若干説明す
る。
る。
【００２２】人間の眼は、光源が発光すると、瞬間的に
その発光を認識することができるが、その後、残光を感
じる様に散漫的に光の認識が低下する。そして、一般的
には連続に発光する光源よりも点滅する光源の方が認識
しやすい。この状態を図に表したものが図７であり、実
線がパルス駆動されたレーザ光であり、点線は、光パル
スに対する人間の眼の応答である。
その発光を認識することができるが、その後、残光を感
じる様に散漫的に光の認識が低下する。そして、一般的
には連続に発光する光源よりも点滅する光源の方が認識
しやすい。この状態を図に表したものが図７であり、実
線がパルス駆動されたレーザ光であり、点線は、光パル
スに対する人間の眼の応答である。
【００２３】即ち、光源が消灯すると、一定時間後に人
間の眼は再び最大感度に復帰する様になっている。
間の眼は再び最大感度に復帰する様になっている。
【００２４】従って、人間の眼に対して最大感度で刺激
を与えるためには、一定時間後、眼の感度が最大感度に
復帰する状態で、次の光パルスを発光させる間欠駆動を
行えば良い。
を与えるためには、一定時間後、眼の感度が最大感度に
復帰する状態で、次の光パルスを発光させる間欠駆動を
行えば良い。
【００２５】なお正常な人間は、４０〜５０Ｈｚの程度
を境に点滅を認識することができる。このフリッカー値
より周期の遅い点滅とさせる必要がある。
を境に点滅を認識することができる。このフリッカー値
より周期の遅い点滅とさせる必要がある。
【００２６】実験によれば、パルスによる駆動と点滅動
作の組み合わせで、最も認識できる点滅は６Ｈｚ〜１５
Ｈｚであることが得られている。なお、ちらつき光の周
波数が１０Ｈｚ程度の場合にピークの明るさが強調され
て感じられる現象をバートレー効果と呼んでおり、ブリ
ュッケ・バートレー（ＢｒｕｃｋｅーＢａｒｔｌｅｙ）
効果とも呼んでいる。
作の組み合わせで、最も認識できる点滅は６Ｈｚ〜１５
Ｈｚであることが得られている。なお、ちらつき光の周
波数が１０Ｈｚ程度の場合にピークの明るさが強調され
て感じられる現象をバートレー効果と呼んでおり、ブリ
ュッケ・バートレー（ＢｒｕｃｋｅーＢａｒｔｌｅｙ）
効果とも呼んでいる。
【００２７】バートレー効果は、点灯時間と消灯時間の
比が１：１の時に、最大の効果が得られることが知られ
ており、点灯時間５０ｍｓｅｃの間に人間の眼の視感度
が最高値に達し、消灯時間５０ｍｓｅｃの間に視感度が
最大感度に復帰する事を意味する。消灯時間を５０ｍｓ
ｅｃ以上に設定する事により、次回の光パルスによる刺
激を人間の眼に効果的に与えることができる。
比が１：１の時に、最大の効果が得られることが知られ
ており、点灯時間５０ｍｓｅｃの間に人間の眼の視感度
が最高値に達し、消灯時間５０ｍｓｅｃの間に視感度が
最大感度に復帰する事を意味する。消灯時間を５０ｍｓ
ｅｃ以上に設定する事により、次回の光パルスによる刺
激を人間の眼に効果的に与えることができる。
【００２８】なお、光源の点灯時間を長くすると、人間
の眼の視感度は低下する。一般的には、発光後５０〜１
２０ｍｓｅｃ付近でピークが生じ、その後、次第に減少
し、一定値に漸近することが知られている。発光時間を
５０〜１２０ｍｓｅｃ程度とすることにより、視認感度
と光源の駆動電力との比率を最も良好にすることができ
る。
の眼の視感度は低下する。一般的には、発光後５０〜１
２０ｍｓｅｃ付近でピークが生じ、その後、次第に減少
し、一定値に漸近することが知られている。発光時間を
５０〜１２０ｍｓｅｃ程度とすることにより、視認感度
と光源の駆動電力との比率を最も良好にすることができ
る。
【００２９】
【００３０】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００３１】「第１実施例」
【００３２】図１は、本第１実施例のレーザー発振装置
１０００の電気的構成を示すもので、タイミング回路１
００と、レーザーダイオードドライブ回路２００と、レ
ーザー光源３００と、制御部４００とから構成されてい
る。
１０００の電気的構成を示すもので、タイミング回路１
００と、レーザーダイオードドライブ回路２００と、レ
ーザー光源３００と、制御部４００とから構成されてい
る。
【００３３】タイミング回路１００は、レーザーダイオ
ードドライブ回路２００を制御駆動し、レーザー光源３
００から所定の点滅時間を有する間欠パルス光を発生さ
せるためのものである。
ードドライブ回路２００を制御駆動し、レーザー光源３
００から所定の点滅時間を有する間欠パルス光を発生さ
せるためのものである。
【００３４】レーザーダイオードドライブ回路２００
は、駆動手段に該当するもので、タイミング回路１００
の制御信号に基づいて、レーザー光源３００を駆動する
ものである。
は、駆動手段に該当するもので、タイミング回路１００
の制御信号に基づいて、レーザー光源３００を駆動する
ものである。
【００３５】レーザー光源３００は、所定の点滅時間を
有する間欠パルス光を発生させるレーザー光源である。
本第１実施例のレーザー光源３００は、励起型レーザー
光源であり、励起レーザー手段３１０と、光共振器から
なる励起型レーザー３２０とから構成されている。なお
励起レーザー手段３１０は、ポンピング用レーザーに該
当するものである。
有する間欠パルス光を発生させるレーザー光源である。
本第１実施例のレーザー光源３００は、励起型レーザー
光源であり、励起レーザー手段３１０と、光共振器から
なる励起型レーザー３２０とから構成されている。なお
励起レーザー手段３１０は、ポンピング用レーザーに該
当するものである。
【００３６】励起レーザー手段３１０は、ポンプ光発生
装置として機能するものであり、励起型レーザー３２０
は、誘電体反射膜と出力ミラーとの間で光を往復させ、
光を長時間閉じ込めることにより、光を共振させて増幅
させることができる。
装置として機能するものであり、励起型レーザー３２０
は、誘電体反射膜と出力ミラーとの間で光を往復させ、
光を長時間閉じ込めることにより、光を共振させて増幅
させることができる。
【００３７】なお、本第１実施例の励起レーザー手段３
１０は、半導体レーザーが採用されているが、レーザー
光を射出することができる素子であれば、何れのものを
採用することができる。
１０は、半導体レーザーが採用されているが、レーザー
光を射出することができる素子であれば、何れのものを
採用することができる。
【００３８】またレーザー光源３００は、励起型レーザ
ーに限ることなく、レーザー光を発生させることができ
る手段であれば、何れの手段を採用することができる。
ーに限ることなく、レーザー光を発生させることができ
る手段であれば、何れの手段を採用することができる。
【００３９】制御部４００は、タイミング回路１００を
含むレーザー発振装置１０００全体の制御を司るもの
で、ＣＰＵを含む演算処理装置から構成されている。
含むレーザー発振装置１０００全体の制御を司るもの
で、ＣＰＵを含む演算処理装置から構成されている。
【００４０】以上の様に構成された本実施例は、図２に
示す様に、レーザー光源３００は、２００ＫＨｚ、３ｍ
Ｗのレーザー光を発生させることができる。またパルス
発光については、「レーザー光源について」で述べる様
に、省電力化を図ることができる。
示す様に、レーザー光源３００は、２００ＫＨｚ、３ｍ
Ｗのレーザー光を発生させることができる。またパルス
発光については、「レーザー光源について」で述べる様
に、省電力化を図ることができる。
【００４１】そして図３に示す様に、タイミング回路１
００が、光パルスの発光時間Ｔを例えば３０ｍｓ、消灯
時間を２Ｔとし、１周期が３Ｔとなる様に、レーザーダ
イオードドライブ回路２００を駆動する様に構成されて
いる。
００が、光パルスの発光時間Ｔを例えば３０ｍｓ、消灯
時間を２Ｔとし、１周期が３Ｔとなる様に、レーザーダ
イオードドライブ回路２００を駆動する様に構成されて
いる。
【００４２】即ち、光パルスの発光時間Ｔは、人間の眼
に光が入射してから明るさの感じ方が最高になる時間と
略一致させる様に構成し、消灯時間は、人間の眼に光が
入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度に復帰
するための時間に略一致させる様に構成されている。
に光が入射してから明るさの感じ方が最高になる時間と
略一致させる様に構成し、消灯時間は、人間の眼に光が
入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度に復帰
するための時間に略一致させる様に構成されている。
【００４３】更に消灯時間に関しては、励起型レーザー
光源をポンピングするためのポンピング用レーザーの消
費電力をより一層抑えるために、光パルスの発光時間の
２倍程度としている。本実施例では、点灯時間は４７ｍ
ｓｅｃであり、消灯時間は９４ｍｓｅｃとなっている
が、この時間に限定されるものではなく、適宜変更可能
である。
光源をポンピングするためのポンピング用レーザーの消
費電力をより一層抑えるために、光パルスの発光時間の
２倍程度としている。本実施例では、点灯時間は４７ｍ
ｓｅｃであり、消灯時間は９４ｍｓｅｃとなっている
が、この時間に限定されるものではなく、適宜変更可能
である。
【００４４】この結果、人間の眼には、最も感度の高い
状態でレーザー光のパルスが入射されることになり、視
認が極めて容易となる。そして視認が容易であるにもか
かわらず、平均出力は１ｍＷ程度となり、人体に対する
安全性をより一層高めることができる。更に、励起型レ
ーザー光源をポンピングするためのポンピング用レーザ
ーの消費電力は、３分の１となり、消費電力の軽減を図
ることができる。
状態でレーザー光のパルスが入射されることになり、視
認が極めて容易となる。そして視認が容易であるにもか
かわらず、平均出力は１ｍＷ程度となり、人体に対する
安全性をより一層高めることができる。更に、励起型レ
ーザー光源をポンピングするためのポンピング用レーザ
ーの消費電力は、３分の１となり、消費電力の軽減を図
ることができる。
【００４５】連続発光のレーザー光の場合には、出力規
格が１ｍＷ以下であれば、その安全装備に関する規制が
比較的弱くなるが、明るい場所での視認が困難となる。
これに対して、図３に示す様に間欠的な矩形発光を行え
ば、一定時間内の発光量が１ｍＷ以下であれば、人体に
対して比較的弱い保護規制で使用することができ、明る
い場所でも視認性が向上する。
格が１ｍＷ以下であれば、その安全装備に関する規制が
比較的弱くなるが、明るい場所での視認が困難となる。
これに対して、図３に示す様に間欠的な矩形発光を行え
ば、一定時間内の発光量が１ｍＷ以下であれば、人体に
対して比較的弱い保護規制で使用することができ、明る
い場所でも視認性が向上する。
【００４６】なお図４に示す様に、タイミング回路１０
０が、光パルスの発光時間をＴ’、消灯時間を２Ｔ’と
し、１周期が３Ｔ’となる様に構成し、１周期である３
Ｔ’を１０ｍｓ以下とすることもでき、この場合には、
レーザー光の平均出力は１ｍＷ程度となる。
０が、光パルスの発光時間をＴ’、消灯時間を２Ｔ’と
し、１周期が３Ｔ’となる様に構成し、１周期である３
Ｔ’を１０ｍｓ以下とすることもでき、この場合には、
レーザー光の平均出力は１ｍＷ程度となる。
【００４７】しかしながら、間欠的な矩形発光の周期が
短いと、全体では平均化された様に視認されるが、パル
ス発光されると視認度は同じでも省電力化を図ることが
できるという効果がある。
短いと、全体では平均化された様に視認されるが、パル
ス発光されると視認度は同じでも省電力化を図ることが
できるという効果がある。
【００４８】なお、パルス連続駆動、間欠パルス駆動、
１周期１０ｍＳ以下の間欠パルス駆動を、作業現場の必
要に応じて切り替える様にすれば、より効果がある。
１周期１０ｍＳ以下の間欠パルス駆動を、作業現場の必
要に応じて切り替える様にすれば、より効果がある。
【００４９】「第２実施例」
【００５０】次に第１実施例のレーザー発振装置１００
０の電気的構成の変形例を説明する。図５は、本実施例
の第２実施例を説明するものであり、レーザー発振装置
２０００の電気的構成を示すもので、タイミング回路１
００と、レーザーダイオードドライブ回路２００と、レ
ーザー光源３００と、制御部４００とから構成されてい
る。
０の電気的構成の変形例を説明する。図５は、本実施例
の第２実施例を説明するものであり、レーザー発振装置
２０００の電気的構成を示すもので、タイミング回路１
００と、レーザーダイオードドライブ回路２００と、レ
ーザー光源３００と、制御部４００とから構成されてい
る。
【００５１】第１実施例のレーザー光源３００が励起型
レーザーを採用しているのに対して、第２実施例は、励
起型レーザーに代えて、通常のレーザーダイオードをレ
ーザー光源３００に採用したものである。なお、レーザ
ーダイオードは、何れのタイプの半導体レーザーを使用
することができる。
レーザーを採用しているのに対して、第２実施例は、励
起型レーザーに代えて、通常のレーザーダイオードをレ
ーザー光源３００に採用したものである。なお、レーザ
ーダイオードは、何れのタイプの半導体レーザーを使用
することができる。
【００５２】なお、その他の構成の作用、効果等は、第
１実施例と同様であるから、説明を省略する。
１実施例と同様であるから、説明を省略する。
【００５３】「第３実施例」
【００５４】図６は、本実施例の第３実施例を説明する
ものであり、レーザー発振装置３０００の電気的構成を
示すもので、タイミング回路１００と、駆動部２５０
と、レーザー部３５０と、制御部４００と、チョッパ手
段５００とから構成されている。
ものであり、レーザー発振装置３０００の電気的構成を
示すもので、タイミング回路１００と、駆動部２５０
と、レーザー部３５０と、制御部４００と、チョッパ手
段５００とから構成されている。
【００５５】本第３実施例は、レーザー部３５０よりレ
ーザーパルス光を連続的に発生させ、チョッパ手段５０
０で所望の点滅時間を有する間欠パルス光に変換するも
のである。
ーザーパルス光を連続的に発生させ、チョッパ手段５０
０で所望の点滅時間を有する間欠パルス光に変換するも
のである。
【００５６】駆動部２５０は、チョッパ手段５００を駆
動するものである。
動するものである。
【００５７】チョッパ手段５００は、レーザー部３５０
からの連続的パルス光を断続させることにより、所望の
点滅時間を有する間欠パルス光を発生させることができ
る。
からの連続的パルス光を断続させることにより、所望の
点滅時間を有する間欠パルス光を発生させることができ
る。
【００５８】なお、チョッパ手段５００は、メカシャッ
ターや、ＡＯ（音響光学素子）、ＥＯ（電気光学素子）
等から構成されたチョッパ装置を使用することができ
る。
ターや、ＡＯ（音響光学素子）、ＥＯ（電気光学素子）
等から構成されたチョッパ装置を使用することができ
る。
【００５９】タイミング回路１００は、チョッパ手段５
００を作動させるタイミングを決定するものである。
００を作動させるタイミングを決定するものである。
【００６０】制御部４００は、タイミング回路１００を
制御駆動し、駆動部２５０を介してチョッパ手段５００
を作動させる様になっている。
制御駆動し、駆動部２５０を介してチョッパ手段５００
を作動させる様になっている。
【００６１】以上の様に構成された第３実施例は、第
１、第２実施例と同様に、所望の点滅時間を有する間欠
パルス光を発生させることができる。
１、第２実施例と同様に、所望の点滅時間を有する間欠
パルス光を発生させることができる。
【００６２】またレーザー部３５０は、何れのタイプの
レーザー光源を採用することができる。
レーザー光源を採用することができる。
【００６３】なお、その他の構成の作用、効果等は、第
１実施例と同様であるから、説明を省略する。
１実施例と同様であるから、説明を省略する。
【００６４】「レーザー光源について」
【００６５】ここで、第１実施例のレーザー光源３００
について説明する。
について説明する。
【００６６】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、
ゲインスイッチを示す模式図であり、図８（ａ）は、時
間と励起強度の関係を示す図であり、図８（ｂ）は、時
間と光強度の関係を示す図であり、図８（ｃ）は時間と
反転分布の関係を示すものである。
ゲインスイッチを示す模式図であり、図８（ａ）は、時
間と励起強度の関係を示す図であり、図８（ｂ）は、時
間と光強度の関係を示す図であり、図８（ｃ）は時間と
反転分布の関係を示すものである。
【００６７】これらの図を観察すると、一定の励起時間
の後、最大の光強度が生じることが理解される。
の後、最大の光強度が生じることが理解される。
【００６８】次に、反転分布と光強度の関係をそれぞれ
分離して表示したものが、図９である。半導体レーザー
に対して、連続波の駆動電力を供給すれば、ファースト
パルスに対応して最大の光強度が生じ、その後、光強度
が低下し、一定の光強度に収束するから、光の取り出し
が最も効率的である。従って、ファーストパルスのみ使
用することにする。
分離して表示したものが、図９である。半導体レーザー
に対して、連続波の駆動電力を供給すれば、ファースト
パルスに対応して最大の光強度が生じ、その後、光強度
が低下し、一定の光強度に収束するから、光の取り出し
が最も効率的である。従って、ファーストパルスのみ使
用することにする。
【００６９】更に図１０（ａ）と図１０（ｂ）により、
半導体レーザーに対して、連続パルスの駆動電力を供給
した場合を説明する。
半導体レーザーに対して、連続パルスの駆動電力を供給
した場合を説明する。
【００７０】図１０（ａ）は、半導体レーザーに対する
供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合
である。ここでτFLは蛍光寿命であり、τはパルス幅で
ある。
供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合
である。ここでτFLは蛍光寿命であり、τはパルス幅で
ある。
【００７１】これに対して、図１０（ｂ）は、半導体レ
ーザーに対する供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＞Ｔー
τの関係の場合である。
ーザーに対する供給連続パルスの周期Ｔが、τFL＞Ｔー
τの関係の場合である。
【００７２】図１０（ｂ）を見れば、τFL（蛍光寿命）
の間に、次のパルスを半導体レーザーに印加することに
より、残留した反転分布に新たな反転分布を加え、効果
的に最大の光強度を有する光のみを連続して発生させる
ことができる事が理解される。
の間に、次のパルスを半導体レーザーに印加することに
より、残留した反転分布に新たな反転分布を加え、効果
的に最大の光強度を有する光のみを連続して発生させる
ことができる事が理解される。
【００７３】次に、図１１（ａ）から図１１（ｄ）に基
づいて、半導体レーザーの出力と、非線形光学媒質４０
０を挿入した場合の出力との関係を説明する。
づいて、半導体レーザーの出力と、非線形光学媒質４０
０を挿入した場合の出力との関係を説明する。
【００７４】図１１（ａ）は、半導体レーザーの消費電
流と、半導体レーザーの出力との関係を示すものであ
り、オフセット電流以降は、リニアな関係を有してい
る。
流と、半導体レーザーの出力との関係を示すものであ
り、オフセット電流以降は、リニアな関係を有してい
る。
【００７５】図１１（ｂ）は、半導体レーザーの出力
と、光共振器内の基本波の出力との関係を示すものであ
り、オフセット以降は、リニアな関係を有している。
と、光共振器内の基本波の出力との関係を示すものであ
り、オフセット以降は、リニアな関係を有している。
【００７６】図１１（ｃ）は非線形光学媒質を挿入した
場合の、光共振器内の基本波の出力と、第２高調波（Ｓ
ＨＧ）出力との関係を示すものであり、第２高調波（Ｓ
ＨＧ）出力は、光共振器内の基本波の出力の２乗に比例
することが理解される。
場合の、光共振器内の基本波の出力と、第２高調波（Ｓ
ＨＧ）出力との関係を示すものであり、第２高調波（Ｓ
ＨＧ）出力は、光共振器内の基本波の出力の２乗に比例
することが理解される。
【００７７】従って、半導体レーザーの消費電流と第２
高調波（ＳＨＧ）出力との関係は、図１１（ｄ）に示さ
れる様に、２乗に比例することになる。
高調波（ＳＨＧ）出力との関係は、図１１（ｄ）に示さ
れる様に、２乗に比例することになる。
【００７８】従って、光共振器内に非線形光学媒質を挿
入し、レーザー駆動手段が、レーザー光源１００の半導
体レーザーを、τFL（蛍光寿命）内に、次の駆動パルス
が印加される様に駆動すれば、図１２に示す様に高能率
にレーザーを発振させることができる。
入し、レーザー駆動手段が、レーザー光源１００の半導
体レーザーを、τFL（蛍光寿命）内に、次の駆動パルス
が印加される様に駆動すれば、図１２に示す様に高能率
にレーザーを発振させることができる。
【００７９】即ち図１２は、パルス幅τ、パルスピーク
電流ＩP 、パルス周期Ｔにより、レーザー光源１００の
半導体レーザーを駆動すれば、光パルス幅τ’光パルス
ピーク出力ＰP SH のレーザー光が生じることになる。
電流ＩP 、パルス周期Ｔにより、レーザー光源１００の
半導体レーザーを駆動すれば、光パルス幅τ’光パルス
ピーク出力ＰP SH のレーザー光が生じることになる。
【００８０】なおレーザー駆動手段が、連続的にレーザ
ー光源３００を駆動した場合（但し、平均パルス出力Ｐ
av SH と同じ連続出力Ｐcw SH を生じる場合）には、連続
動作電流をＩCW とすれば、半導体レーザーの消費電流
と第２高調波（ＳＨＧ ）出力との関係は、２乗に比例
するので、光パルスピーク出力ＰP SH より小さい出力で
ある連続光出力ＰCW SH のレーザー光しか生じない。
ー光源３００を駆動した場合（但し、平均パルス出力Ｐ
av SH と同じ連続出力Ｐcw SH を生じる場合）には、連続
動作電流をＩCW とすれば、半導体レーザーの消費電流
と第２高調波（ＳＨＧ ）出力との関係は、２乗に比例
するので、光パルスピーク出力ＰP SH より小さい出力で
ある連続光出力ＰCW SH のレーザー光しか生じない。
【００８１】更に、パルス駆動の場合には、動作が間欠
的であるから、平均値で連続動作と比較することにす
る。パルス駆動の場合の平均パルス電流はＩav とな
り、連続動作電流をＩCW より小さくなる。
的であるから、平均値で連続動作と比較することにす
る。パルス駆動の場合の平均パルス電流はＩav とな
り、連続動作電流をＩCW より小さくなる。
【００８２】従って、励起レーザーに限らず半導体レー
ザーを使用するものであれば、パルス駆動により、連続
波と同一出力のレーザー光を発生させる場合には、 Ｉ
CWーＩav の電流を節約することができるという効果が
ある。
ザーを使用するものであれば、パルス駆動により、連続
波と同一出力のレーザー光を発生させる場合には、 Ｉ
CWーＩav の電流を節約することができるという効果が
ある。
【００８３】「応用例」
【００８４】本第１〜第３実施例の応用例を説明する。
この応用例は、レーザー照準装置に応用した例である。
この応用例は、レーザー照準装置に応用した例である。
【００８５】レーザー照準装置は図１３及び図１５に示
す様に、フレーム１と、このフレーム １の前端近傍に
形成された水平な俯仰軸２を中心に回動自在に取り付け
れた俯仰フレーム３と、この俯仰フレーム３に対して鉛
直方向に取り付けられた揺動軸４を中心に揺動自在に形
成されたレーザー発振装置５とから構成されている。
す様に、フレーム１と、このフレーム １の前端近傍に
形成された水平な俯仰軸２を中心に回動自在に取り付け
れた俯仰フレーム３と、この俯仰フレーム３に対して鉛
直方向に取り付けられた揺動軸４を中心に揺動自在に形
成されたレーザー発振装置５とから構成されている。
【００８６】俯仰フレーム３の下辺部には、水平補助フ
レーム６が後方に向けて形成されており、この水平補助
フレーム６には、水平なピン７が形成されている。この
ピン７は、スプリング８を介してフレーム１と連結され
ており、スプリング８の弾性復原力により、俯仰フレー
ム３を時計方向に附勢している。
レーム６が後方に向けて形成されており、この水平補助
フレーム６には、水平なピン７が形成されている。この
ピン７は、スプリング８を介してフレーム１と連結され
ており、スプリング８の弾性復原力により、俯仰フレー
ム３を時計方向に附勢している。
【００８７】ピン７に対して略直交する方向に、俯仰ス
クリュー１０を起立させており、俯仰スクリュー１０に
螺合されたナット１１と、このナット１１に突設された
固定ピン１２を係合させている。そして俯仰スクリュー
１０は、フレーム１に載置された俯仰モータ９の出力軸
に連結されており、俯仰モータ９の駆動力により、俯仰
フレーム３の傾きを可変させることができる。
クリュー１０を起立させており、俯仰スクリュー１０に
螺合されたナット１１と、このナット１１に突設された
固定ピン１２を係合させている。そして俯仰スクリュー
１０は、フレーム１に載置された俯仰モータ９の出力軸
に連結されており、俯仰モータ９の駆動力により、俯仰
フレーム３の傾きを可変させることができる。
【００８８】俯仰フレーム３の側辺には図１５に示す様
に、垂直補助フレーム１３が形成されており、この垂直
補助フレーム１３は、ギアボックス１４を介して揺動モ
ータ１５が取り付けられている。このギアボックス１４
より水平方向にガイドシャフト１６及び揺動スクリュー
１７が延設されており、揺動スクリュー１７は、揺動モ
ータ１５の出力軸に連結されている。そして、揺動スク
リュー１７に螺合されるナットブロック１８は、ガイド
シャフト１６に摺動自在に嵌合されている。
に、垂直補助フレーム１３が形成されており、この垂直
補助フレーム１３は、ギアボックス１４を介して揺動モ
ータ１５が取り付けられている。このギアボックス１４
より水平方向にガイドシャフト１６及び揺動スクリュー
１７が延設されており、揺動スクリュー１７は、揺動モ
ータ１５の出力軸に連結されている。そして、揺動スク
リュー１７に螺合されるナットブロック１８は、ガイド
シャフト１６に摺動自在に嵌合されている。
【００８９】レーザー発振装置５の後端部には、水平方
向に水平突出ピン１９が取り付けられており、この水平
突出ピン１９は、ナットブロック１８に形成された係合
ピン２０と係合されている。そして水平突出ピン１９と
垂直補助フレーム１３との間には、弾性スプリング２１
が挿入されており、この弾性スプリング２１の弾性復原
力により、レーザー発振装置５は水平方向、即ち、図１
５中右方に附勢されている。
向に水平突出ピン１９が取り付けられており、この水平
突出ピン１９は、ナットブロック１８に形成された係合
ピン２０と係合されている。そして水平突出ピン１９と
垂直補助フレーム１３との間には、弾性スプリング２１
が挿入されており、この弾性スプリング２１の弾性復原
力により、レーザー発振装置５は水平方向、即ち、図１
５中右方に附勢されている。
【００９０】以上の様に構成されたレーザー照準装置
は、俯仰モータ９と揺動モータ１５の駆動により、直交
する２方向に回動させることができる。
は、俯仰モータ９と揺動モータ１５の駆動により、直交
する２方向に回動させることができる。
【００９１】更に図１６は、パイプ設置工事に使用した
例を示すものであり、本実施例のレーザー発振装置１０
００を備えたレーザー照準装置２０００を使用して、タ
ーゲット３０００を視準するものである。
例を示すものであり、本実施例のレーザー発振装置１０
００を備えたレーザー照準装置２０００を使用して、タ
ーゲット３０００を視準するものである。
【００９２】太陽光の当たる明るい現場であっても、容
易にターゲット３０００を照射することができる。
易にターゲット３０００を照射することができる。
【００９３】
【効果】以上の様に構成された本発明は、レーザー光源
と、このレーザー光源に対して、所定の点滅時間を有す
る間欠パルス光が発光する様に駆動するための駆動手段
とからなり、この間欠パルス光は、正常者のフリッカー
値より周期の遅い点滅であって、消灯時間は、人間の眼
に光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度
に復帰する時間程度となっているので、人間の眼に対し
て最大感度で刺激を与えることができ、周囲が明るくて
も視認性が向上するという効果がある。
と、このレーザー光源に対して、所定の点滅時間を有す
る間欠パルス光が発光する様に駆動するための駆動手段
とからなり、この間欠パルス光は、正常者のフリッカー
値より周期の遅い点滅であって、消灯時間は、人間の眼
に光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度
に復帰する時間程度となっているので、人間の眼に対し
て最大感度で刺激を与えることができ、周囲が明るくて
も視認性が向上するという効果がある。
【００９４】
【図１】本発明の第１実施例のレーザー発振装置１００
０を示す図である。
０を示す図である。
【図２】レーザーの発振状態を説明する図である。
【図３】レーザーの発振状態を説明する図である。
【図４】レーザーの発振状態を説明する図である。
【図５】第２実施例のレーザー発振装置２０００を示す
図である。
図である。
【図６】第３実施例のレーザー発振装置３０００を示す
図である。
図である。
【図７】本発明の原理を示す図である。
【図８（ａ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と励起強度の関係を示すものである。
間と励起強度の関係を示すものである。
【図８（ｂ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と光強度の関係を示すものである。
間と光強度の関係を示すものである。
【図８（ｃ）】ゲインスイッチを示す模式図であり、時
間と反転分布の関係を示すものである。
間と反転分布の関係を示すものである。
【図９】反転分布と光強度の関係を示した図である。
【図１０（ａ）】半導体レーザーに対する供給連続パル
スの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合を説明する図
である。
スの周期Ｔが、τFL＜Ｔーτの関係の場合を説明する図
である。
【図１０（ｂ）】半導体レーザーに対する供給連続パル
スの周期Ｔが、τFL＞Ｔーτの関係の場合を説明する図
である。
スの周期Ｔが、τFL＞Ｔーτの関係の場合を説明する図
である。
【図１１（ａ）】半導体レーザーの消費電流と、半導体
レーザーの出力との関係を示す図である。
レーザーの出力との関係を示す図である。
【図１１（ｂ）】半導体レーザーの出力と、光共振器内
の基本波の出力との関係を示す図である。
の基本波の出力との関係を示す図である。
【図１１（ｃ）】非線形光学媒質４００を挿入した場合
の、光共振器内の基本波の出力と、第２高調波（ＳＨ
Ｇ）出力との関係を示す図である。
の、光共振器内の基本波の出力と、第２高調波（ＳＨ
Ｇ）出力との関係を示す図である。
【図１１（ｄ）】半導体レーザーの消費電流と第２高調
波（ＳＨＧ）出力との関係を示す図である。
波（ＳＨＧ）出力との関係を示す図である。
【図１２】レーザー発振装置１０００を、連続駆動した
場合と、本発明のパルス駆動した場合とを比較した図で
ある。
場合と、本発明のパルス駆動した場合とを比較した図で
ある。
【図１３】応用例を示す図である。
【図１４】応用例を示す図である。
【図１５】応用例を示す図である。
【図１６】応用例を示す図である。
１０００ 第１実施例のレーザー発振装置 ２０００ 第２実施例のレーザー発振装置 ３０００ 第３実施例のレーザー発振装置 １００ タイミング回路 ２００ レーザーダイオードドライブ回路 ２５０ 駆動部 ３００ レーザー光源 ３１０ 励起レーザー手段 ３２０ 励起型レーザー ３５０ レーザー部 ４００ 制御部 ５００ チョッパ手段 １ フレーム ２ 俯仰軸 ３ 俯仰フレーム ４ 揺動軸 ５ レーザー発振装置 ６ 水平補助フレーム ７ ピン ８ スプリング ９ 俯仰モータ １０ 俯仰スクリュー １１ ナット １２ 固定ピン １３ 垂直補助フレーム １４ ギアボックス １５ 揺動モータ １６ ガイドシャフト １７ 揺動スクリュー １８ ナットブロック １９ 水平突出ピン ２０ 係合ピン ２１ 弾性スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 政裕 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 後藤 義明 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内
Claims (9)
- 【請求項１】 レーザー光源と、このレーザー光源に対
して、所定の点滅時間を有する間欠パルス光が発光する
様に駆動するための駆動手段とからなり、この間欠パル
ス光は、正常者のフリッカー値より周期の遅い点滅であ
って、消灯時間は、人間の眼に光が入射して明るさを感
じた後、眼の感度が最大感度に復帰する時間程度となっ
ているレーザー光源装置。 - 【請求項２】 励起型レーザー光源と、この励起型レー
ザー光源に対して、所定の点滅時間を有する間欠パルス
光が発生する様なタイミイグ信号を形成するタイミング
回路と、このタイミング回路の出力信号に基づいて、励
起型レーザー光源をポンピングするためのポンピング用
レーザーとからなり、この間欠パルス光は、正常者のフ
リッカー値より周期の遅い点滅であって、消灯時間は、
人間の眼に光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が
最大感度に復帰する時間程度となっているレーザー光源
装置。 - 【請求項３】 所定の点滅時間が、バートレー効果によ
り点滅光の強調効果が得られる周波数である請求項１〜
２記載のレーザー光源装置。 - 【請求項４】 所定の点滅時間が、６Ｈｚ〜１５Ｈｚで
ある請求項１〜２記載のレーザー光源装置。 - 【請求項５】 間欠パルス光は、点灯時間をＴとすれ
ば、消灯時間が略２Ｔである請求項１〜２記載のレーザ
ー光源装置。 - 【請求項６】 レーザー光源を、正常者のフリッカー値
より周期の遅い点滅であって、消灯時間は、人間の眼に
光が入射して明るさを感じた後、眼の感度が最大感度に
復帰する時間程度となる様な点滅時間を有する間欠パル
ス光として発生させるレーザー発光方法。 - 【請求項７】 所定の点滅時間が、バートレー効果によ
り点滅光の強調効果が得られる周波数である請求項６記
載のレーザー発光方法。 - 【請求項８】 所定の点滅時間が、６Ｈｚ〜１５Ｈｚで
ある請求項６記載のレーザー発光方法。 - 【請求項９】 間欠パルス光は、点灯時間をＴとすれ
ば、消灯時間が略２Ｔである請求項６記載のレーザー発
光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12274796A JP3692495B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-04-19 | レーザ照準装置及びレーザー発光方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-21807 | 1996-01-12 | ||
| JP2180796 | 1996-01-12 | ||
| JP12274796A JP3692495B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-04-19 | レーザ照準装置及びレーザー発光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09252155A true JPH09252155A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3692495B2 JP3692495B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=26358918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12274796A Expired - Fee Related JP3692495B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-04-19 | レーザ照準装置及びレーザー発光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3692495B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008084931A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Matsushita Electric Works Ltd | レーザ発振装置 |
| JP2009540342A (ja) * | 2006-06-02 | 2009-11-19 | フューリ テクノロジーズ コーポレイション | 多数のパルスを使用するパルス幅駆動方法 |
| JP2012195611A (ja) * | 2007-01-10 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | レーザー光源装置、モニター装置、画像表示装置及びレーザー光源装置の制御方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136922A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | West Electric Co Ltd | ストロボ内蔵カメラ |
| JPH06326380A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-25 | Nec Corp | 小型レーザポインタ |
| JPH0794815A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-07 | Nec Corp | レーザポインタ |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP12274796A patent/JP3692495B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04136922A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | West Electric Co Ltd | ストロボ内蔵カメラ |
| JPH06326380A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-25 | Nec Corp | 小型レーザポインタ |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009540342A (ja) * | 2006-06-02 | 2009-11-19 | フューリ テクノロジーズ コーポレイション | 多数のパルスを使用するパルス幅駆動方法 |
| JP2008084931A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Matsushita Electric Works Ltd | レーザ発振装置 |
| JP2012195611A (ja) * | 2007-01-10 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | レーザー光源装置、モニター装置、画像表示装置及びレーザー光源装置の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3692495B2 (ja) | 2005-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040227 |
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