特許 6767314 レーザ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6767314

(24)【登録日】2020年9月23日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】レーザ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/068 20060101AFI20201005BHJP

   H01S 5/022 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/068

   H01S5/022

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-125205(P2017-125205)

(22)【出願日】2017年6月27日

(65)【公開番号】特開2019-9342(P2019-9342A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2019年3月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204424

【氏名又は名称】大井電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡嶋 亮輔

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１８７８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１７８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３８６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２６０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４４５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００４／１０２７５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１８１９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７９４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０６６８４７０１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１９６５９５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／００，３３／４８−３３／６４

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４

Ｈ０４Ｂ １０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００−１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のレーザ半導体素子のそれぞれについて温度をモニタするモニタ部と、
各前記レーザ半導体素子について得られた各モニタ温度と、所定の温度閾値との比較に基づいて、各前記レーザ半導体素子が低温であるか高温であるかを判定する判定部と、
複数の前記レーザ半導体素子に対する合計出力目標値が一定であるという条件の下で、高温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を減少させ、低温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を増加させる目標値決定部と、
各前記レーザ半導体素子に対して決定された出力目標値に基づいて、各前記レーザ半導体素子を制御するドライバと、を備え、
高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が所定値以下であるときに、前記温度閾値を減少させる温度条件設定部、を備えることを特徴とするレーザ制御装置。

【請求項2】

複数のレーザ半導体素子のそれぞれについて温度をモニタするモニタ部と、
各前記レーザ半導体素子について得られた各モニタ温度と、所定の温度閾値との比較に基づいて、各前記レーザ半導体素子が低温であるか高温であるかを判定する判定部と、
複数の前記レーザ半導体素子に対する合計出力目標値が一定であるという条件の下で、高温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を減少させ、低温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を増加させる目標値決定部と、
各前記レーザ半導体素子に対して決定された出力目標値に基づいて、各前記レーザ半導体素子を制御するドライバと、を備え、
高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が所定値以上であるときに、前記温度閾値を増加させる温度条件設定部、を備えることを特徴とするレーザ制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載のレーザ制御装置において、、
前記温度条件設定部は、
高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が第２の所定値以下であるときに、前記温度閾値を減少させることを特徴とするレーザ制御装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載のレーザ制御装置において、
前記温度条件設定部によって増加させた前記温度閾値が上限値に至り、かつ、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が前記所定値以上であるときに、前記合計出力目標値を既定値から減少させる出力条件設定部、を備えることを特徴とするレーザ制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載のレーザ制御装置において、
前記出力条件設定部は、
前記合計出力目標値を減少させた後に、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が前記所定値未満となったときに、前記合計出力目標値を前記既定値とすることを特徴とするレーザ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ制御装置に関し、特に、複数のレーザ半導体素子の温度および出力の制御に関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバを伝わる光によって電気機器に電力を供給するシステムが実用化されている。このような光給電システムでは、光電源装置と電気機器との間が光ファイバで接続されている。光電源装置は、レーザダイオード等の発光素子を有し、発光素子から光ファイバに光を出力する。光ファイバは、発光素子から発せられた光を電気機器に伝送する。電気機器は、光ファイバから受信した光を電力に変換し、その電力によって動作する。

【0003】

光給電システムには、ユーザから離れた場所に設置された電気機器を制御する遠隔制御システムに組み込まれたものがある。電気機器には、モータを用いた機械、監視カメラ、温度計、湿度計等がある。遠隔制御システムでは制御装置と電気機器が光ファイバによって接続されている。制御装置は、電力供給用の光を光ファイバを介して電気機器に送信する。電気機器は光ファイバから受信した光を電力に変換し、その電力によって動作する。また、制御装置は、光ファイバを介して制御信号を送信して電気機器を制御し、あるいは、電気機器から送信された情報を光ファイバを介して受信する。遠隔制御システムに光給電システムが組み込まれることで、制御装置と電気機器との間に、光ファイバに加えて電力供給用の電線を設ける必要がなくなる、これによって、制御装置と電気機器との間のケーブルの数が削減される。また、電線が用いられないため、落雷や外来の電磁波等によって制御装置および電気機器に生じるノイズが抑制される。以下の特許文献１には、計測装置に光ファイバを介して電力を供給すると共に、計測装置から光ファイバを介してデータを収集する光給電システムが記載されている。

【0004】

光電源装置から電気機器に十分な電力を送信するため、光電源装置には複数の発光素子を備えるものがある。以下の特許文献２には、このような光電源装置として、複数のレーザ半導体素子（半導体レーザ）を備える半導体レーザ光源装置が記載されている。この文献には、各半導体レーザの温度を検出し、検出結果に応じて各半導体レーザに流れる電流を制御する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−４９６１２号公報

【特許文献2】特開２００５−１９１２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、光給電システムに用いられる光電源装置等の光送信装置では、単位時間当たりに出力される光のエネルギー（以下、パワーという。）が一定であることが要求される。複数のレーザ半導体素子を備える光送信装置では、各レーザ半導体素子に流れる電流を調整することでパワーが制御される。そして、各レーザ半導体素子に流れる電流の調整に伴って、各レーザ半導体素子の温度が変化する。レーザ半導体素子に流れる電流と、レーザ半導体素子の温度との関係には、レーザ半導体素子ごとにばらつきがある。そのため、各レーザ半導体素子に流れる電流を同様に調整することでパワーを一定に制御した場合には、特定のレーザ半導体素子の温度が上昇し、そのレーザ半導体素子の寿命が短くなってしまうことがある。

【0007】

本発明は、光送信装置に用いられる複数のレーザ半導体素子の温度を均一化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、複数のレーザ半導体素子のそれぞれについて温度をモニタするモニタ部と、各前記レーザ半導体素子について得られた各モニタ温度と、所定の温度閾値との比較に基づいて、各前記レーザ半導体素子が低温であるか高温であるかを判定する判定部と、複数の前記レーザ半導体素子に対する合計出力目標値が一定であるという条件の下で、高温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を減少させ、低温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を増加させる目標値決定部と、各前記レーザ半導体素子に対して決定された出力目標値に基づいて、各前記レーザ半導体素子を制御するドライバと、を備え、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が所定値以下であるときに、前記温度閾値を減少させる温度条件設定部、を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明は、複数のレーザ半導体素子のそれぞれについて温度をモニタするモニタ部と、各前記レーザ半導体素子について得られた各モニタ温度と、所定の温度閾値との比較に基づいて、各前記レーザ半導体素子が低温であるか高温であるかを判定する判定部と、複数の前記レーザ半導体素子に対する合計出力目標値が一定であるという条件の下で、高温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を減少させ、低温であると判定された前記レーザ半導体素子に対する出力目標値を増加させる目標値決定部と、各前記レーザ半導体素子に対して決定された出力目標値に基づいて、各前記レーザ半導体素子を制御するドライバと、を備え、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が所定値以上であるときに、前記温度閾値を増加させる温度条件設定部、を備えることを特徴とする。

【0011】

望ましくは、前記温度条件設定部は、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が第２の所定値以下であるときに、前記温度閾値を減少させる。

【0012】

望ましくは、前記温度条件設定部によって増加させた前記温度閾値が上限値に至り、かつ、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が前記所定値以上であるときに、前記合計出力目標値を既定値から減少させる出力条件設定部、を備える。

【0013】

望ましくは、前記出力条件設定部は、前記合計出力目標値を減少させた後に、高温であると判定された前記レーザ半導体素子の数が前記所定値未満となったときに、前記合計出力目標値を前記既定値とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、光送信装置に用いられる複数のレーザ半導体素子の温度を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】光電源装置の構成を示す図である。

【図2】制御部の構成を示す図である。

【図3】制御値決定処理のフローチャートである。

【図4】均一化処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１には、本発明の実施形態に係る光電源装置の構成が示されている。光電源装置は、発光部１０、モニタ部１２、制御部１４、ドライバ１６および電源部２２を備える。発光部１０は、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎ、およびバイポーラトランジスタ２０−１〜２０−ｎ（以下、単にトランジスタというときはバイポーラトランジスタを指す。）を備える。レーザダイオード１８−ｊのアノードは、電源部２２の正極端子に接続され、レーザダイオード１８−ｊのカソードはトランジスタ２０−ｊのコレクタに接続されている（ｊは１〜ｎの整数である。）。トランジスタ２０−ｊのベースはドライバ１６に接続され、トランジスタ２０−ｊのエミッタは接地導体に接続されている。

【0017】

電源部２２は、正極端子から各トランジスタのコレクタに電源電圧を出力する。制御部１４からは、レーザダイオード１８−ｊに対する制御値Ｃｊがドライバに出力される。ドライバ１６は、制御値Ｃｊに応じてトランジスタ２０−ｊのベースの電圧を変化させて、トランジスタ２０−ｊのコレクタに流れる電流を制御し、レーザダイオード１８−ｊに流れる電流を制御する。このようにして、ドライバ１６は、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎが出力する光のパワーを制御する。レーザダイオード１８−１〜１８−ｎは、光ファイバーに光を放射する。ドライバ１６が、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎのそれぞれが出力するパワーを制御することで、光ファイバーに送信される光のパワーが制御される。

【0018】

モニタ部１２は、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎの温度を測定し、それぞれの測定値であるモニタ温度Ｔ１〜Ｔｎを制御部１４に出力する。また、モニタ部１２は、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎが出力するパワーを測定し、それぞれの測定値であるモニタパワーＭ１〜Ｍｎを制御部１４に出力する。制御部１４は、各モニタ温度および各モニタパワーに基づいて、ドライバ１６に各トランジスタを制御させる。

【0019】

レーザダイオード１８−１〜１８−ｎに流れる電流を制御する半導体素子としては、バイポーラトランジスタの他、電界効果トランジスタ等が用いられてもよい。この場合、バイポーラトランジスタのベース、コレクタ、およびエミッタが、電界効果トランジスタのゲート、ドレインおよびソースにそれぞれ対応する。

【0020】

図２には、制御部１４の構成が示されている。制御部１４は、条件設定部２４および目標値演算部２８を備えている。制御部１４は、予め記憶されたプログラムを実行することで各構成要素を構成するプロセッサによって構成されてもよい。

【0021】

条件設定部２４には、各レーザダイオードに対する温度閾値Ｔｓについての初期値Ｔ０と、出力パワーに対する合計出力目標値Ｐの既定値Ｐ０がユーザの操作等によって入力される。条件設定部２４は、温度閾値Ｔｓの初期値Ｔ０と、目標値演算部２８から与えられる高温素子数ｍに基づいて温度閾値Ｔｓを求め、目標値演算部２８に出力する。高温素子数ｍは、過去に目標値演算部２８に出力された温度閾値Ｔｓよりも高温であるレーザダイオードの個数として、目標値演算部２８によって求められる。温度閾値Ｔｓを求める具体的な処理については後述する。

【0022】

条件設定部２４は、合計出力目標値Ｐの既定値Ｐ０と高温素子数ｍとに基づいて、合計出力目標値Ｐを求め１／ｎ倍器２６に出力する。合計出力目標値Ｐは、光電源装置が出力するパワーに対する目標値である。合計出力目標値Ｐを求める具体的な処理については後述する。１／ｎ倍器２６は、合計出力目標値Ｐのｎ分の１である個別目標値Ｐａ＝Ｐ／ｎを求め、目標値演算部２８に出力する。

【0023】

目標値演算部２８は、判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎ、加算合計部３２および制御値決定部３４−１〜３４−ｎを備えている。

【0024】

判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎには、個別目標値Ｐａが入力されている。また、判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎには、それぞれ、モニタ温度Ｔ１〜Ｔｎが入力されている。

【0025】

判定／目標値決定部３０−ｊおよび制御値決定部３４−ｊが実行する処理について説明する。図３には、判定／目標値決定部３０−ｊおよび制御値決定部３４−ｊが実行する制御値決定処理のフローチャートが示されている。判定／目標値決定部３０−ｊは、モニタ温度Ｔｊと温度閾値Ｔｓとを比較し、モニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０１）。判定／目標値決定部３０−ｊは、モニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓよりも大きいと判定したときは、（数１）に従ってパワー減算値Δｊを求める（Ｓ１０２）。

【0026】

（数１）Δｊ＝Ｋｊ・Ｐａ

【0027】

ここで、係数Ｋｊ（ｊ＝１〜ｎ）は任意の定数であり、Ｋ１〜Ｋｎのそれぞれに個別に値が設定されていてもよいし、Ｋ１〜Ｋｎに対し同一の値が設定されていてもよい。すなわち、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎのそれぞれに対して個別に値が設定されていてもよいし、同一の値が設定されていてもよい。

【0028】

判定／目標値決定部３０−ｊは、（数１）に従って求めたパワー減算値Δｊを加算合計部３２に出力する（Ｓ１０３）。判定／目標値決定部３０−ｊは、（数２）に従って出力目標値Ｐｊを求め、制御値決定部３４−ｊに出力する（Ｓ１０４）。

【0029】

（数２）Ｐｊ＝Ｐａ−Δｊ

【0030】

制御値決定部３４−ｊは、出力目標値ＰｊとモニタパワーＭｊとの差異に基づいて制御値Ｃｊを求め（Ｓ１０５）、制御値Ｃｊをドライバ１６に出力する（Ｓ１０６）。制御値Ｃｊは、トランジスタ２０−ｊのコレクタに流れる電流をドライバ１６に調整させるための値である。すなわち、ドライバ１６は、出力目標値ＰｊおよびモニタパワーＭｊに基づく制御値Ｃｊに従いレーザダイオード１８−ｊが出力する光のパワーが、出力目標値Ｐｊに近付き、または一致するように、トランジスタ２０−ｊのコレクタに流れる電流を調整する。

【0031】

判定／目標値決定部３０−ｊは、ステップＳ１０１においてモニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓ以下であると判定したときは、パワー減算値Δｊを０とし（Ｓ１０７）、加算合計部３２に出力する（Ｓ１０８）。

【0032】

加算合計部３２は、判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎが、それぞれ、パワー減算値Δ１〜Δｎを出力した後、総パワー減算値ΔＰを求める。総パワー減算値ΔＰは、パワー減算値Δ１〜Δｎを加算合計した値である。

【0033】

判定／目標値決定部３０−ｊは、他の総ての判定／目標値決定部がパワー減算値を加算合計部３２に出力した後（Ｓ１０３またはＳ１０８）、加算合計部３２によって求められた総パワー減算値ΔＰを取得する（Ｓ１０９）。

【0034】

判定／目標値決定部３０−ｊは、（数３）に従って、パワー加算値δを求める（Ｓ１１０）。

【0035】

（数３）δ＝Ｐａ／（ｎ−ｍ）

【0036】

ここで、ｍは高温素子数であり、判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎのうち、ステップＳ１０１においてモニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓよりも大きいと判定されたものの個数である。すなわち、高温素子数ｍは、高温であると判定されたレーザダイオードの個数を示す。一方、ｎ−ｍは低温素子数であり、判定／目標値決定部３０−１〜３０−ｎのうち、ステップＳ１０１においてモニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓ以下であると判定されたものの個数である。すなわち、低温素子数ｎ−ｍは、低温であると判定されたレーザダイオードの個数を示す。

【0037】

判定／目標値決定部３０−ｊは、（数４）に従って出力目標値Ｐｊを求め、制御値決定部３４−ｊに出力する（Ｓ１１１）。

【0038】

（数４）Ｐｊ＝Ｐａ＋δ

【0039】

制御値決定部３４−ｊは、出力目標値ＰｊとモニタパワーＭｊとの差異に基づいて制御値Ｃｊを求め（Ｓ１０５）、制御値Ｃｊをドライバ１６に出力する（Ｓ１０６）。ドライバ１６は、制御値Ｃｊに従いレーザダイオード１８−ｊが出力する光のパワーが、出力目標値Ｐｊに近付き、または一致するように、トランジスタ２０−ｊのコレクタに流れる電流を調整する。

【0040】

このように、判定／目標値決定部３０−ｊは、モニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓを超えるときは、パワー減算値Δｊ＝Ｋｊ・Ｐａを加算合計部３２に出力すると共に、出力目標値Ｐｊ＝Ｐａ−Δｊを制御値決定部３４−ｊに出力する。一方、モニタ温度Ｔｊが温度閾値Ｔｓ以下であるときは、判定／目標値決定部３０−ｊは、パワー減算値Δｊ＝０を加算合計部３２に出力する。さらに、他の総ての判定／目標値決定部がパワー減算値を加算合計部３２に出力し、加算合計部３２が総パワー減算値ΔＰを求めた後に、加算合計部３２から総パワー減算値ΔＰを取得し、Ｐｊ＝Ｐａ＋ΔＰ／（ｎ−ｍ）を制御値決定部３４−ｊに出力する。制御値決定部３４−ｊは、出力目標値ＰｊおよびモニタパワーＭｊに基づいて制御値Ｃｊを求め、制御値Ｃｊをドライバ１６に出力する。

【0041】

このような処理によれば、高温と判定されたレーザダイオード１８−ｊに対する出力目標値Ｐｊは、合計出力目標値Ｐのｎ分の１である個別目標値ＰａからＫｊ・Ｐａだけ減少する。そして、ドライバ１６の制御によって、レーザダイオード１８−ｊが発する光のパワーは、個別目標値ＰａからＫｊ・Ｐａだけ減少する。

【0042】

一方、低温と判定されたレーザダイオード１８−ｋに対する出力目標値は、個別目標値Ｐａに対して、パワー加算値δ＝Ｐａ／（ｎ−ｍ）だけ増加する。そして、ドライバ１６の制御によって、レーザダイオード１８−ｋが発する光のパワーは、Ｐａ／（ｎ−ｍ）だけ増加する。

【0043】

パワー加算値δは、高温のレーザダイオードのパワー減算値を加算合計したものである。したがって、高温のレーザダイオードが発するパワーが減少した分だけ、低温のレーザダイオードが発するパワーが増加する。そのため、光電源装置が発する光のパワーが合計出力目標値Ｐに維持されると共に、高温のレーザダイオードが発するパワーが減少し、低温のレーザダイオードが発するパワーが増加する。これによって、レーザダイオード１８−１〜１８−ｎの温度が均一となるように、各レーザダイオードが発する光のパワーが制御される。

【0044】

次に、条件設定部２４が実行する処理について説明する。条件設定部２４は、温度条件としての温度閾値Ｔｓを求める温度条件設定部としての機能と、出力条件としての合計出力目標値Ｐを求める出力条件設定部としての機能を有している。図４には、条件設定部２４が実行する均一化処理のフローチャートが示されている。均一化処理では、温度閾値Ｔｓを変化させて、高温のレーザダイオードの個数と、低温のレーザダイオードの個数とを近付けることで、複数のレーザダイオードの温度を均一化させる処理である。すなわち、均一化処理では、モニタ温度が温度閾値Ｔｓよりも大きいレーザダイオードの個数と、モニタ温度が温度閾値Ｔｓ以下のレーザダイオードの個数とが近付くように、あるいは一致するように温度閾値Ｔｓを変化させる。

【0045】

最初に条件設定部２４は、温度閾値Ｔｓを初期値Ｔ０に設定し、合計出力目標値Ｐを既定値Ｐ０に設定する（Ｓ２０１）。条件設定部は２４、高温素子数ｍが第１閾値ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。条件設定部２４は、高温素子数ｍが第１閾値ａ以上であると判定したときは、温度閾値Ｔｓに所定の加算値αを加算した値Ｔｓ＋αが、上限値Ｔｍａｘを超えるか否かを判定する（Ｓ２０３）。条件設定部２４は、Ｔｓ＋αが上限値Ｔｍａｘ以下であるときは、温度閾値Ｔｓに加算値αを加算した値Ｔｓ＋αを新たな温度閾値Ｔｓとし（Ｓ２０４）、ステップＳ２０２に戻る。一方、条件設定部２４は、Ｔｓ＋αが上限値Ｔｍａｘよりも大きいときは、合計出力目標値Ｐから減算値βを減算した値Ｐ−βを新たな合計出力目標値Ｐとし（Ｓ２０５）、ステップＳ２０２に戻る。

【0046】

ステップＳ２０２〜Ｓ２０５によれば、高温素子数ｍが第１閾値ａ以上であるときは、温度閾値Ｔｓが上限値Ｔｍａｘを超えないことを条件に、温度閾値Ｔｓに加算値αが加算される。温度閾値Ｔｓに加算値αを加算した値が上限値Ｔｍａｘを超えてしまうときは、代わりに合計出力目標値Ｐから減算値βを減算した値が、新たな合計出力目標値Ｐとされる。このように、温度閾値Ｔｓを増加させる処理、または、合計出力目標値Ｐを減少させる処理が繰り返される。これによって高温素子数ｍが小さくなる場合には、高温素子数ｍは第１閾値ａ未満の値に至る。第１閾値ａは、例えば、光電源装置が備えるレーザダイオードの数ｎである。この場合、高温素子数ｍが第１閾値ａ以上であるか否かの判定は、高温素子数ｍがｎであるか否かの判定となる。

【0047】

条件設定部２４は、ステップ２０２において高温素子数ｍが第１閾値ａ未満であると判定したときは、合計出力目標値Ｐが既定値Ｐ０であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。条件設定部２４は、合計出力目標値Ｐが既定値Ｐ０でないと判定したときは、合計出力目標値Ｐを既定値Ｐ０に設定し（Ｓ２０９）、ステップＳ２０２に戻る。

【0048】

合計出力目標値Ｐが既定値Ｐ０でないときは、先に実行されたステップＳ２０５によって合計出力目標値Ｐが小さくなり、これによって高温素子数ｍが第１閾値ａ未満の値に至り、ステップＳ２０６に至った可能性が高い。合計出力目標値Ｐを既定値Ｐ０に再び設定することにより、合計出力目標値Ｐを減少させる処理が実行され、再び、高温素子数ｍが第１閾値ａ未満の値となってステップＳ２０９に至るという処理が繰り返される可能性が高い。

【0049】

条件設定部２４は、合計出力目標値Ｐが既定値Ｐ０であると判定したときは、高温素子数ｍが第２閾値ｂ以下であるか否かを判定する（Ｓ２０７）。条件設定部２４は、高温素子数ｍが第２閾値ｂ以下であると判定したときは、温度閾値Ｔｓから減算値γを減算した値を新たな温度閾値Ｔｓとし（Ｓ２０８）、ステップＳ２０７に戻る。

【0050】

一方、条件設定部２４は、高温素子数ｍが第２閾値ｂよりも大きいと判定したときは、ステップＳ２０２に戻る。

【0051】

ステップＳ２０７およびステップＳ２０８によれば、高温素子数ｍが第２閾値ｂ以下であるという条件の下で、温度閾値Ｔｓを減少させる処理が繰り返される。温度閾値Ｔｓが小さくなることで高温素子数ｍは大きくなるため、高温素子数ｍは第２閾値ｂより大きい値に至り、条件設定部２４の処理は、ステップＳ２０２に至る。第２閾値ｂは、例えば０である。この場合、高温素子数ｍが第２閾値ｂ以下であるか否かの判定は、高温素子数ｍが０であるか否かの判定となる。

【0052】

このような均一化処理によれば、温度閾値Ｔｓが上限値に至らず合計出力目標値Ｐが一定であるという条件の下で、高温素子数ｍが第２閾値ｂより大きく、第１閾値ａ未満となる状態に温度閾値Ｔｓが収束する。これによって、光電源装置が発する光のパワーを一定としながら、ｎ個のレーザダイオードの温度を均一にすることができる。そのため、特定のレーザダイオードが高温になって寿命が短縮してしまうこと回避される。

【0053】

なお、温度閾値Ｔｓを増加させる過程において温度閾値Ｔｓが上限値を超えてしまう場合には（Ｓ２０３）、合計出力目標値Ｐを既定値Ｐ０よりも小さくし、各レーザダイオードの温度を下げて、高温素子数ｍを減らす処理（Ｓ２０５）、および合計出力目標値Ｐを既定値に戻す処理（Ｓ２０９）が繰り返される。これによって、各レーザダイオードの温度が上限値Ｔｍａｘを超えないような制御が行われ、各レーザダイオードの寿命の短縮が回避される。

【0054】

上記では、レーザ半導体素子（半導体レーザ）として、レーザダイオードが用いられる実施形態について説明した。レーザ半導体素子としては、レーザとして機能するその他の半導体素子が用いられてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１０ 発光部、１２ モニタ部、１４ 制御部、１６ ドライバ、１８−１〜１８−ｎ レーザダイオード、２０−１〜２０−ｎ トランジスタ、２２ 電源部、２４ 条件設定部、２６ １／ｎ倍器、２８ 目標値演算部、３０−１〜３０−ｎ 判定／目標値決定部、３２ 加算合計部、３４−１〜３４−ｎ 制御値決定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】