JP6010632B2 - 光源ユニット、光源ユニットの制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
また、請求項に記載の発明では、光源ユニットは、複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、前記複数のレーザ素子の周辺温度を検出する温度検出手段と、前記周辺温度に基づいて、前記複数のレーザ素子のうちの駆動するレーザ素子の数を設定し、前記光量検出手段に検出された光量に基づいて、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が所望の光量となるように、前記駆動するレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、請求項に記載の発明では、複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、前記複数のレーザ素子の周辺温度を検出する温度検出手段とを有する光源ユニットによって実行される制御方法は、前記周辺温度に基づいて、前記複数のレーザ素子のうちの駆動するレーザ素子の数を設定し、前記光量検出手段に検出された光量に基づいて、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が所望の光量となるように、前記駆動するレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御工程を備えることを特徴とする。
図1は、本実施例に係る光源ユニット10の光学系を概略的に示した図である。図1に示すように、光源ユニット10は、光学系として、レーザ素子LD1、LD2、LD3と、コリメータレンズLn11、Ln12、Ln13と、分光ミラーMrと、フォトダイオードPDと、を有する。例えば、光源ユニット10は、投影装置(プロジェクタ)や、ヘッドアップディスプレイや、ヘッドマウントディスプレイや、光ピックアップなどに適用される。
次に、本実施例においてコントローラCntが行う制御について具体的に説明する。
次に、図3を参照して、本実施例においてコントローラCntが行う制御の流れを説明する。図3は、本実施例に係る制御フローを示している。なお、図3に示すフローは、所定の周期で繰り返し実行される。
以上説明した本実施例によれば、光源ユニット10の内部又は周辺の温度が高い場合に使用LD数を増やすことで、レーザ素子LDの発熱を適切に抑えることができ、レーザ素子LDの劣化を抑制することが可能となる。言い換えると、レーザ素子LDを長寿命化することが可能となる。また、本実施例によれば、キンクの影響が生じるような場合に使用LD数を減らすことで、レーザ素子LDに入力される電流をキンク閾値以上に適切に保持することができ、キンクの影響を抑制することが可能となる。よって、レーザ素子LDから出力される光量を安定させることができ、所望の合成光量を適切に満たすことが可能となる。更に、本実施例によれば、レーザ素子LDが故障している場合に当該レーザ素子LD(故障LD)を駆動対象から除外することで、故障LDによる種々の影響を適切に抑制することができる。例えば、レーザ素子LDが故障により発光光量が低下しても、その故障LD以外のレーザ素子LDの発光光量を上げることで、故障による発光光量の低下分を適切に補うことができる。その結果、長期間に渡り安定した光量を得ることが可能となる。
以下では、上記した実施例に好適な変形例について説明する。なお、下記の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用することができる。
上記した実施例では、入力電流の制御方法として、使用LD数に応じて各レーザ素子LDに入力する電流を変更する方法を用いていた。具体的には、当該方法では、使用LD数が増えるのに応じて各レーザ素子LDに入力する電流を減らし、使用LD数が減るのに応じて各レーザ素子LDに入力する電流を増やしていた。変形例1では、このような方法の代わりに、入力電流の制御方法として、各レーザ素子LDに入力する電流は変更せずに(つまりレーザ素子LDに電流を入力する際の電流の大きさ自体は変更せずに)、電流を入力する時間のデューティを変更する方法を用いる。つまり、変形例1では、レーザ素子LDに入力する平均電流を変更する。具体的には、変形例1では、使用LD数が増えるのに応じて電流を入力する時間のデューティを小さくすることで平均電流を減らし、使用LD数が減るのに応じて電流を入力する時間のデューティを大きくすることで平均電流を増やす。
上記した実施例では、レーザ素子LD1、LD2、LD3及びコリメータレンズLn11、Ln12、Ln13の位置や傾きなどを適切なものに設定することで、レーザ素子LD1、LD2、LD3からのレーザ光を合成していた(図1参照)。変形例2では、光導波路(1つの例では光ファイバー)を用いることで、レーザ素子LD1、LD2、LD3からのレーザ光を合成する。
上記した実施例では、光源ユニット10の内部又は周辺の温度、及びキンクの影響の両方を考慮して、使用LD数を決定していたが、光源ユニット10の内部又は周辺の温度、及びキンクの影響のいずれか一方のみに基づいて、使用LD数を決定しても良い。光源ユニット10の内部又は周辺の温度のみに基づいて使用LD数を決定する場合には、当該温度に応じた使用LD数を決定することとなる。この場合、キンクの影響をある程度抑えられるような使用LD数を予め定めておき、そのような使用LD数を決定すると良い。他方で、キンクの影響のみに基づいて使用LD数を決定する場合には、レーザ素子LDに入力される電流がキンク閾値以上に保持されるような使用LD数を決定することとなる。この場合、光源ユニット10の内部又は周辺の温度が高くなったとしてもレーザ素子LDの発熱をある程度抑えられるような使用LD数を予め定めておき、そのような使用LD数を決定すると良い。
上記した実施例では、レーザ素子LDに入力する電流を制御することでレーザ光の光量を変化させていたが、電流を制御する代わりに、レーザ素子LDに印加する電圧を制御しても良い。これによっても、電流を制御する場合と同様に、レーザ光の光量を適宜変化させることができる。
上記した実施例では、3個のレーザ素子LD(レーザ素子LD1、LD2、LD3)を用いる構成を示したが、本発明は、2個のレーザ素子LDを用いる構成や、4個以上のレーザ素子LDを用いる構成にも適用することができる。4個以上のレーザ素子LDを用いた場合には、光源ユニット10の内部又は周辺の温度がかなり高い場合に効果的に対応することが可能となる。
Cnt コントローラ
Dr1、Dr2、Dr3 レーザドライバ
LD1、LD2、LD3 レーザ素子
Ln11、Ln12、Ln13 コリメータレンズ
Mr 分光ミラー
PD フォトダイオード
Thrm サーミスタ
Claims (10)
- 同じ波長のレーザ光を出射する複数のレーザ素子と、
前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、
前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が設定されるべき光量に関する情報を取得し、前記光量検出手段で検出される光量が前記情報に対応する光量となるように、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を設定し、設定した数のレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御手段と、
周辺の温度を検出する温度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を変更することを特徴とする光源ユニット。 - 前記制御手段は、前記レーザ素子に入力する電流又は電圧を、前記レーザ素子におけるキンクの影響が生じない電流値又は電圧値以上に保持することを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
- 前記制御手段は、前記レーザ素子におけるキンクの影響が生じる場合には、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を減らすことを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
- 前記制御手段は、前記複数のレーザ素子において故障しているレーザ素子がある場合には、前記複数のレーザ素子から前記故障しているレーザ素子を除いたレーザ素子に対して、入力する電流又は電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光源ユニット。
- 前記制御手段は、前記レーザ素子に入力する電流又は電圧を断続的に切り替えて平均電流又は平均電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光源ユニット。
- 同じ波長のレーザ光を出射する複数のレーザ素子と、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、周辺の温度を検出する温度検出手段とを有する光源ユニットによって実行される制御方法であって、
前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が設定されるべき光量に関する情報を取得し、前記光量検出手段で検出される光量が前記情報に対応する光量となるように、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を設定し、設定した数のレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御工程を備え、
前記制御工程は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を変更することを特徴とする光源ユニットの制御方法。 - コンピュータを有すると共に、同じ波長のレーザ光を出射する複数のレーザ素子と、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、周辺の温度を検出する温度検出手段とを有する光源ユニットによって実行されるプログラムであって、
前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が設定されるべき光量に関する情報を取得し、前記光量検出手段で検出される光量が前記情報に対応する光量となるように、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を設定し、設定した数のレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御手段として前記コンピュータを機能させ、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、電流又は電圧を入力するレーザ素子の数を変更することを特徴とするプログラム。 - 請求項7に記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
- 複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、
前記複数のレーザ素子の周辺温度を検出する温度検出手段と、
前記周辺温度に基づいて、前記複数のレーザ素子のうちの駆動するレーザ素子の数を設定し、前記光量検出手段により検出された光量に基づいて、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が所望の光量となるように、前記駆動するレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光源ユニット。 - 複数のレーザ素子から出射されるレーザ光の光量を検出する光量検出手段と、前記複数のレーザ素子の周辺温度を検出する温度検出手段とを有する光源ユニットによって実行される制御方法であって、
前記周辺温度に基づいて、前記複数のレーザ素子のうちの駆動するレーザ素子の数を設定し、前記光量検出手段により検出された光量に基づいて、前記複数のレーザ素子から出射されるレーザ光を合成した合成光が所望の光量となるように、前記駆動するレーザ素子のそれぞれに入力する電流又は電圧を制御する制御工程を備えることを特徴とする光源ユニットの制御方法。
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