JP2588361B2 - Laser device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はエネルギ蓄積コンデンサ
に蓄積したエネルギを用いてレーザ光を発振させるレー
ザ装置にかかわり、特にエネルギ蓄積コンデンサのエネ
ルギレベル変更にあたってそのレベル調整を迅速に行う
ことができるようにしたレーザ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device that oscillates a laser beam by using energy stored in an energy storage capacitor. In particular, the present invention can quickly adjust the energy level of an energy storage capacitor when changing the energy level. To a laser device.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ装置は、医療用あるいは工業用あ
るいは表示や装飾用として広く利用されている。そし
て、医療用あるいは工業用の場合、そのレーザ出力のエ
ネルギレベルの調整は状況にあった治療や、工業製品の
加工のために重要である。2. Description of the Related Art Laser devices are widely used for medical or industrial purposes, or for display and decoration purposes. In the case of medical or industrial use, adjustment of the energy level of the laser output is important for appropriate treatment or processing of industrial products.
【0003】従来におけるレーザ出力のエネルギレベル
調整可能なレーザ装置の構成の概要を説明すると図4の
如きである。この図はパルスレーザ装置の一般的な構成
を示すブロック図である。FIG. 4 shows an outline of the configuration of a conventional laser device capable of adjusting the energy level of a laser output. This figure is a block diagram showing a general configuration of a pulse laser device.
【0004】図4において21は商用交流電源、22は
整流回路であって、この整流回路22は商用交流電源2
1からの交流電力を受けてこれを整流し、直流電力を得
るためのものであり、レーザ発振の主電源となるもので
あって大容量の直流電力を得るためのものである。ま
た、23は補助直流電源であって、商用交流電源21か
らの交流電力を受けてこれを整流し、システム制御に必
要な低い電圧レベルの直流電力を得るためのものであ
る。In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a commercial AC power supply, and 22 denotes a rectifier circuit.
This is for receiving the AC power from No. 1 and rectifying it to obtain DC power, which is a main power source for laser oscillation and is for obtaining large-capacity DC power. An auxiliary DC power supply 23 receives AC power from the commercial AC power supply 21, rectifies the AC power, and obtains DC power at a low voltage level required for system control.
【0005】また、24はDC/ACインバータ回路で
あって、スイッチング素子と通常、数KVの出力電圧を
持つインバータトランスで構成されている。このDC/
ACインバータ回路24は整流回路22の出力を高い周
波数の高電圧交流に変換するものである。なお、この交
流電圧はエネルギ蓄積コンデンサ27への最大充電電圧
(最大所要エネルギ)より高く設定してある。これは充
電時間を短くするためである。A DC / AC inverter circuit 24 includes a switching element and an inverter transformer having an output voltage of several KV. This DC /
The AC inverter circuit 24 converts the output of the rectifier circuit 22 into a high-frequency high-voltage alternating current. The AC voltage is set higher than the maximum charging voltage (maximum required energy) for the energy storage capacitor 27. This is to shorten the charging time.
【0006】25は高電圧整流回路、26は充電電流抑
制抵抗器、27はエネルギ蓄積コンデンサ、28は分圧
抵抗器、29は放電抵抗器、30はインダクタンスであ
る。高電圧整流回路25はDC/ACインバータ回路2
4の高電圧交流出力を整流して直流化するためのもので
ある。高電圧整流回路25の出力側は充電電流抑制抵抗
器26を介してエネルギ蓄積コンデンサ27に接続さ
れ、エネルギ蓄積コンデンサ27の充電を行うことがで
きるように構成されている。Reference numeral 25 denotes a high-voltage rectifier circuit, 26 denotes a charging current suppressing resistor, 27 denotes an energy storage capacitor, 28 denotes a voltage dividing resistor, 29 denotes a discharge resistor, and 30 denotes an inductance. The high voltage rectifier circuit 25 is a DC / AC inverter circuit 2
4 to rectify the high-voltage AC output to DC. The output side of the high-voltage rectifier circuit 25 is connected to an energy storage capacitor 27 via a charging current suppressing resistor 26 so that the energy storage capacitor 27 can be charged.
【0007】31はスイッチング素子であり、エネルギ
蓄積コンデンサ27の充電電荷はインダクタンス30お
よびこのスイッチング素子31の直列回路を介してフラ
ッシュ・ランプ32に供給される。Reference numeral 31 denotes a switching element, and the charge stored in the energy storage capacitor 27 is supplied to the flash lamp 32 via the inductance 30 and a series circuit of the switching element 31.
【0008】スイッチング素子31は、制御回路37に
より制御されてフラッシュ・ランプ32へのエネルギ開
閉を行う。33は固体レーザ共振ロッドであり、その両
端には図示しない光反射用のミラーが対向して配置され
ると共に、フラッシュ・ランプ32に平行して配置され
ていて、フラッシュ・ランプ32の発光により、その光
が入射されると、ロッド内で上記ミラーによる反射作用
にて光共振させ、レーザ光を励起する。[0008] The switching element 31 is controlled by a control circuit 37 to open and close the energy of the flash lamp 32. Numeral 33 denotes a solid-state laser resonance rod, at both ends of which a light-reflecting mirror (not shown) is arranged to face each other, and is arranged in parallel with the flash lamp 32. When the light is incident, the light is caused to resonate within the rod by the reflection effect of the mirror, thereby exciting the laser light.
【0009】充電電流抑制抵抗器26はエネルギ蓄積コ
ンデンサ27の充電電流を抑制するためのものであり、
分圧抵抗器28はエネルギ蓄積コンデンサ27に並列に
接続されていて、このエネルギ蓄積コンデンサ27の充
電電圧を分圧して抽出するためのものである。また、放
電抵抗器29は、エネルギ蓄積コンデンサ27に並列に
接続されていて、このエネルギ蓄積コンデンサ27の充
電電荷を放電させるためのものである。放電抵抗器29
には直列に開閉スイッチ(後述する放電リレー38の接
点)が接続されていてこの開閉スイッチを閉じることに
より、放電抵抗器29をエネルギ蓄積コンデンサ27に
並列接続してその充電電荷を放電させることができるよ
うになっている。The charging current suppressing resistor 26 is for suppressing the charging current of the energy storage capacitor 27.
The voltage dividing resistor 28 is connected in parallel with the energy storage capacitor 27, and divides and extracts the charging voltage of the energy storage capacitor 27. The discharge resistor 29 is connected in parallel with the energy storage capacitor 27 and discharges the charge stored in the energy storage capacitor 27. Discharge resistor 29
Is connected in series with an open / close switch (contact point of a discharge relay 38 described later). By closing the open / close switch, the discharge resistor 29 is connected in parallel with the energy storage capacitor 27 to discharge the charge. I can do it.
【0010】上記インダクタンス30は、エネルギ蓄積
コンデンサ27とLC回路を形成して、フラッシュラン
プ32へのパルス幅と負荷電流尖頭値を規制する。エネ
ルギ蓄積コンデンサ27はフラッシュランプ32の電源
としての役割を持つものであり、充電電流抑制抵抗器2
6を介してインバータ回路24から直流電圧を受けるこ
とにより、電荷を充電し、フラッシュランプ32の直流
電圧供給源となる。The inductance 30 forms an LC circuit with the energy storage capacitor 27 and regulates the pulse width to the flash lamp 32 and the load current peak value. The energy storage capacitor 27 serves as a power source for the flash lamp 32,
By receiving a DC voltage from the inverter circuit 24 via the inverter 6, the electric charge is charged, and the charge becomes a DC voltage supply source for the flash lamp 32.
【0011】33は固体レーザ共振ロッドであり、その
両端には図示しない光反射用のミラーが対向して配置さ
れると共に、フラッシュ・ランプ32に平行して配置さ
れていて、フラッシュ・ランプ32の発光により、その
光が入射されると、ロッド内で上記ミラーによる反射作
用にて光共振させ、レーザ光を励起する。Reference numeral 33 denotes a solid-state laser resonance rod. Opposite ends of the solid-state laser resonance rod are provided with light-reflecting mirrors (not shown), and are disposed in parallel with the flash lamp 32. When the light is incident by the light emission, the light is caused to resonate in the rod by the reflection action of the mirror, thereby exciting the laser light.
【0012】34はエネルギレベル選択回路である。こ
のエネルギレベル選択回路34はエネルギレベル対応に
設けられたスイッチ群で構成されており、このスイッチ
のいずれかをオンとすればインバータ回路24は起動す
る。Reference numeral 34 denotes an energy level selection circuit. The energy level selection circuit 34 is composed of a group of switches provided corresponding to the energy levels. When any one of these switches is turned on, the inverter circuit 24 starts.
【0013】35はインバータ駆動回路であり、DC/
ACインバータ回路24の駆動制御を行う回路であっ
て、インバータ駆動パルスの発振回路と駆動素子、エネ
ルギレベル選択回路34のスイッチ群に対応する基準電
圧群と分圧抵抗器28の帰還電圧とを比較するコンパレ
ータとにより構成されている。そして、分圧抵抗器28
の帰還電圧がこの選択された基準電圧を越えるとパルス
発振を停止させ、インバータ回路24を動作休止させ、
これによってエネルギ蓄積コンデンサ27への充電を停
止させ、また、エネルギ蓄積コンデンサ27の端子電圧
が降下すると、再びインバータ回路24を動作するよう
にサーボ回路を形成してある。そして、これによりエネ
ルギ蓄積コンデンサ27への充電電圧を上記基準電圧値
に保つ。Reference numeral 35 denotes an inverter drive circuit, which has a DC /
A circuit for controlling the driving of the AC inverter circuit 24, which compares the oscillation circuit of the inverter driving pulse with the driving element, the reference voltage group corresponding to the switch group of the energy level selection circuit 34, and the feedback voltage of the voltage dividing resistor 28. And a comparator. Then, the voltage dividing resistor 28
When the feedback voltage exceeds the selected reference voltage, the pulse oscillation is stopped, the operation of the inverter circuit 24 is stopped,
Thereby, the charging of the energy storage capacitor 27 is stopped, and when the terminal voltage of the energy storage capacitor 27 drops, a servo circuit is formed so that the inverter circuit 24 operates again. Thus, the charging voltage to the energy storage capacitor 27 is maintained at the reference voltage value.
【0014】36はレーザ照射を指令するレーザ照射ス
イッチ、37は前述の制御回路であり、この制御回路3
7は前記レーザ照射スイッチ36がオンされるとスイッ
チング素子31に対するゲート・トリガ・パルスを発生
させてスイッチング素子31をオンさせ、エネルギ蓄積
コンデンサ27の充電電圧をフラッシュ・ランプ32に
印加すると共に、フラッシュ・ランプ32に対するイグ
ニッション・パルスを発生し、フラッシュ・ランプ32
を発光をさせて、エネルギ蓄積コンデンサ27の充電電
圧対応のエネルギのレーザ光を出力させるように制御す
る。このとき、同時にインバータ回路4の動作を休止さ
せるように制御回路37は構成してある。照射スイッチ
36をオフすると再びエネルギ蓄積コンデンサ27は選
択されたエネルギレベルまで充電され、待機する。ま
た、制御回路37はインバータ駆動回路35のコンパレ
ータ出力を監視して、エネルギレベル選択回路34のス
イッチ群に対応する基準電圧群と分圧抵抗器29の帰還
電圧が基準電圧レベルになるまではレーザ照射スイッチ
36を操作してもレーザ光を発振できないようにしてあ
る。Reference numeral 36 denotes a laser irradiation switch for instructing laser irradiation, and 37 denotes the aforementioned control circuit.
When the laser irradiation switch 36 is turned on, a gate trigger pulse for the switching element 31 is generated to turn on the switching element 31 and apply the charging voltage of the energy storage capacitor 27 to the flash lamp 32 and Generating an ignition pulse for the lamp 32,
Is controlled to output a laser beam having an energy corresponding to the charging voltage of the energy storage capacitor 27. At this time, the control circuit 37 is configured to stop the operation of the inverter circuit 4 at the same time. When the irradiation switch 36 is turned off, the energy storage capacitor 27 is charged to the selected energy level again and waits. Further, the control circuit 37 monitors the comparator output of the inverter drive circuit 35, and operates until the reference voltage group corresponding to the switch group of the energy level selection circuit 34 and the feedback voltage of the voltage dividing resistor 29 reach the reference voltage level. Even if the irradiation switch 36 is operated, laser light cannot be oscillated.
【0015】38は放電リレーであり、その接点はエネ
ルギ蓄積コンデンサ27の端子間を短絡する構成となっ
ていて、不要の電荷を放電操作できるようになってい
る。この放電リレー38は休止時(商用交流電源21が
オフの時)には接点38aは閉じており、放電回路を形
成しているが、商用交流電源21をオンとすると付勢さ
れ、接点38aを開いてエネルギ蓄積コンデンサ27の
充電回路を確保して装置の動作を可能な状態にする。こ
の放電リレー38はエネルギ蓄積コンデンサ27の残留
電荷に対する危害防止用でもある。Reference numeral 38 denotes a discharge relay whose contact is configured to short-circuit the terminals of the energy storage capacitor 27 so that unnecessary charges can be discharged. When the discharge relay 38 is stopped (when the commercial AC power supply 21 is turned off), the contact 38a is closed and forms a discharge circuit. However, when the commercial AC power supply 21 is turned on, the contact 38a is energized and the contact 38a is turned on. Open to secure the charging circuit of the energy storage capacitor 27 and enable the operation of the device. The discharge relay 38 is also for preventing harm to the residual charge of the energy storage capacitor 27.
【0016】このような構成において、商用交流電源2
1をオンして電源供給を開始すると、放電リレー38の
接点はオフし、エネルギ蓄積コンデンサ27の充電が可
能な状態になる。この状態でエネルギレベル選択回路3
4の所望エネルギレベル選択用のスイッチをオンさせる
と、インバータ駆動回路35は起動し、インバータ回路
24を動作させる。In such a configuration, the commercial AC power supply 2
When 1 is turned on to start power supply, the contact of the discharge relay 38 is turned off, and the energy storage capacitor 27 can be charged. In this state, the energy level selection circuit 3
When the switch for selecting the desired energy level of No. 4 is turned on, the inverter drive circuit 35 is activated, and the inverter circuit 24 is operated.
【0017】インバータ回路24には整流回路22を介
して商用交流電源21出力が印加されており、整流回路
22によって整流されて得られた直流電圧がインバータ
回路24に与えられている。従って、インバータ回路2
4はこの直流電圧を高周波交流電圧に変換して出力す
る。そして、このインバータ回路24出力は高電圧整流
回路25により整流され、充電電流抑制抵抗器26を介
してエネルギ蓄積コンデンサ27に印加されることによ
り、このエネルギ蓄積コンデンサ27には上記選択した
エネルギレベルになるような高電圧の電荷が蓄積され
る。The output of the commercial AC power supply 21 is applied to the inverter circuit 24 via the rectifier circuit 22, and a DC voltage obtained by rectification by the rectifier circuit 22 is supplied to the inverter circuit 24. Therefore, the inverter circuit 2
4 converts this DC voltage into a high-frequency AC voltage and outputs it. The output of the inverter circuit 24 is rectified by the high-voltage rectifier circuit 25 and applied to the energy storage capacitor 27 via the charging current suppression resistor 26, so that the energy storage capacitor 27 has the selected energy level. Such high voltage charges are accumulated.
【0018】充電が終わると、レーザ照射可能な状態に
なる。この状態でレーザ照射スイッチ36をオンする
と、制御回路37はスイッチング素子31に対するゲー
ト・トリガ・パルスを発生し、またフラッシュ・ランプ
32に対するイグニッション・パルスを発生させる。ゲ
ート・トリガ・パルスによりスイッチング素子31はオ
ンし、これにより、エネルギ蓄積コンデンサ27に充電
されたエネルギはフラッシュ・ランプ32に印加され、
また、イグニッション・パルスによりフラッシュ・ラン
プ32は放電する。そして、この放電による光は固体レ
ーザ共振ロッド33に入射し、ロッド内で光共振されて
レーザ光が励起される。When charging is completed, laser irradiation is enabled. When the laser irradiation switch 36 is turned on in this state, the control circuit 37 generates a gate trigger pulse for the switching element 31 and generates an ignition pulse for the flash lamp 32. The switching element 31 is turned on by the gate trigger pulse, whereby the energy charged in the energy storage capacitor 27 is applied to the flash lamp 32,
Further, the flash lamp 32 is discharged by the ignition pulse. Then, the light due to this discharge is incident on the solid-state laser resonance rod 33, and is optically resonated in the rod to excite the laser light.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】このように、コンデン
サの充電電荷をエネルギ源として固体レーザロッドを励
起し、レーザ発振すると共に、上記コンデンサに蓄積す
るエネルギレベルを選択できるようにしてエネルギ可変
型とした上述の如き構成の従来のレーザ発振装置におい
ては、エネルギレベル選択回路34を選択することで、
インバータ駆動回路35の制御によりDC/ACインバ
ータ回路24からは、高電圧出力が発生されるようにな
る。しかしながら、エネルギレベル選択回路34のスイ
ッチを操作してエネルギレベルの低い値から高い値に選
択切り替えするときはエネルギレベル選択回路34のサ
ーボ回路は短時間で追随するが、エネルギレベルの高い
値から低い値を選んだときは問題が生じる。As described above, the solid-state laser rod is excited by using the charge of the capacitor as an energy source, laser is oscillated, and the energy level stored in the capacitor can be selected. In the conventional laser oscillation device having the above-described configuration, by selecting the energy level selection circuit 34,
Under the control of the inverter drive circuit 35, a high voltage output is generated from the DC / AC inverter circuit 24. However, when the switch of the energy level selection circuit 34 is operated to selectively switch from a low value to a high value of the energy level, the servo circuit of the energy level selection circuit 34 follows in a short time, but from a high value of the energy level to a low value. A problem arises when choosing a value.
【0020】すなわち、エネルギ蓄積コンデンサ27の
端子電圧は、自己放電または分圧抵抗器28による放電
によってのみ降下するので、その放電時間は回路の時定
数により定まる。そして、放電による電圧変動を小さく
して安定度を高くするために、自己放電を小さくし、分
圧抵抗自体もここでの消費を少なくするために高抵抗と
してあることから、高いエネルギレベル(高い充電電
圧)に充電された状態で、低いエネルギレベル(低い電
圧)に設定を変える時は、その設定レベルに落ち着くま
でには当該大きな時定数に従うことになり、応答特性が
低くなるのでレベル差が大きければ大きいほど、所望エ
ネルギレベルに達するまでの時間は長くなり、その間は
レーザ発振を行えないので、実用上、不都合である。That is, since the terminal voltage of the energy storage capacitor 27 drops only by self-discharge or discharge by the voltage dividing resistor 28, the discharge time is determined by the time constant of the circuit. Since the self-discharge is reduced in order to reduce the voltage fluctuation due to the discharge and increase the stability, and the voltage dividing resistor itself is also a high resistance in order to reduce the consumption here, a high energy level (high When the setting is changed to a low energy level (low voltage) with the battery charged to the charging voltage, the power supply follows the large time constant until the set level is settled. The larger the time, the longer it takes to reach the desired energy level, during which laser oscillation cannot be performed, which is inconvenient in practice.
【0021】そこで、この発明の目的とするところは、
コンデンサをエネルギ源としてレーザロッドを励起し、
レーザ発振すると共に上記コンデンサに蓄積するエネル
ギレベルを選択できるようにしたレーザ発振装置におい
て、エネルギレベルを可変した際に、短時間でレーザ発
振可能な状態にすることができるようにすることにあ
る。The object of the present invention is to:
Exciting the laser rod with the capacitor as the energy source,
It is an object of the present invention to provide a laser oscillation device which is capable of selecting an energy level to be stored in the capacitor while performing laser oscillation, so that when the energy level is changed, the laser can be oscillated in a short time.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はつぎのように構成する。すなわち、第1に
は所望のエネルギレベルを選択設定する選択設定手段に
より、設定されたレベルに充電回路を制御し、エネルギ
蓄積コンデンサを所望の電圧値に充電してレーザ発振源
に与え、レーザ発振に供するレーザ装置において、エネ
ルギ蓄積コンデンサに放電用の回路を設けると共に、前
記選択設定手段による設定レベルを現在の設定レベルよ
り低いレベルに設定変更するとき、前記放電用の回路を
所定時間動作させ、強制放電させる第1の機能および強
制放電終了後、充電制御に移行するように制御する第2
の機能とを有するエネルギレベル選択制御手段とを設け
て構成する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, first, the charging circuit is controlled to the set level by the selection setting means for selecting and setting a desired energy level, and the energy storage capacitor is charged to a desired voltage value and supplied to the laser oscillation source. In the laser device provided with, while providing a circuit for discharging the energy storage capacitor, when the setting level by the selection setting means is changed to a level lower than the current setting level, the discharging circuit is operated for a predetermined time, A first function for forcibly discharging and a second function for controlling to shift to charge control after completion of the forcible discharge.
And an energy level selection control means having the above function.
【0023】また第2には、エネルギ蓄積コンデンサの
エネルギレベルを検出する検出手段と、所望のエネルギ
レベルを選択設定する選択設定手段とを有し、この選択
設定手段にて設定されたレベルに充電回路を制御しつ
つ、前記検出手段による検出出力を監視しながら、エネ
ルギ蓄積コンデンサを所望の電圧値に充電し、この充電
したエネルギをレーザ発振源に与えてレーザ発振に供す
るレーザ装置において、エネルギ蓄積コンデンサに放電
用の回路を設けると共に、この検出手段の検出出力を用
いて前記選択設定手段による設定レベルに対するエネル
ギ蓄積コンデンサのエネルギレベルの差を検知し、エネ
ルギ蓄積コンデンサの充電電圧が選択設定手段により設
定されたレベルより高い時には、前記放電用の回路を所
定時間動作させ、強制放電させる機能および強制放電終
了後、充電制御に移行するように制御する機能とを有す
るエネルギレベル選択制御手段と持たせて構成した。Secondly, there is provided detection means for detecting the energy level of the energy storage capacitor, and selection setting means for selecting and setting a desired energy level, and charging to the level set by the selection setting means. While controlling the circuit and monitoring the detection output by the detection means, a laser device that charges an energy storage capacitor to a desired voltage value, and supplies the charged energy to a laser oscillation source for laser oscillation. A discharging circuit is provided in the capacitor, and the difference between the energy level of the energy storage capacitor and the level set by the selection setting means is detected using the detection output of the detection means, and the charging voltage of the energy storage capacitor is determined by the selection setting means. When the level is higher than the set level, the discharging circuit is operated for a predetermined time, After features are discharged and forced discharge end was constructed to have the energy level selection control means and a function of controlling so as to shift the charging control.
【0024】[0024]
【作用】このような構成において、エネルギ蓄積コンデ
ンサに蓄積したエネルギを用いてレーザ光を発振させる
にあたり、選択設定手段によりエネルギレベル設定を可
変すると、第1の構成の場合、設定変更が高位レベルか
ら低位レベルに対するものであった時は、放電回路を作
動させ、エネルギ蓄積コンデンサに蓄積したエネルギを
所定時間強制的に放電させてから、充電に入る。In such a configuration, when the laser light is oscillated using the energy stored in the energy storage capacitor, the setting of the energy level is varied by the selection setting means. If it is for a lower level, the discharge circuit is activated to forcibly discharge the energy stored in the energy storage capacitor for a predetermined time before charging.
【0025】また、第2の構成の場合、エネルギレベル
選択制御手段は検出手段の検出出力を用いて前記選択設
定手段による設定レベルに対するエネルギ蓄積コンデン
サのエネルギレベルの差を検知し、エネルギ蓄積コンデ
ンサの充電電圧が選択設定手段により設定されたレベル
より高い時には、前記放電用の回路を所定時間動作させ
て強制放電させた後、充電制御に移行するように制御す
る。Further, in the case of the second configuration, the energy level selection control means detects the difference between the energy level of the energy storage capacitor and the level set by the selection setting means using the detection output of the detection means. When the charge voltage is higher than the level set by the selection setting means, the discharge circuit is operated for a predetermined time to perform forcible discharge, and then control is made to shift to charge control.
【0026】このように、余剰エネルギを放電させた
後、充電動作に入るように構成したことから、レーザ発
振エネルギ設定レベルの変更時にエネルギ蓄積コンデン
サの電圧(エネルギレベル)が高い時は強制的に放電回
路を動作させて放電を行い、エネルギ蓄積コンデンサの
充電電圧レベルを下げた後に充電を行うようにして、時
間のかかるエネルギ蓄積コンデンサの充電電圧レベル降
下(エネルギ放出)を短時間で終了させることができる
ようになり、迅速に所望のレベルにエネルギ蓄積コンデ
ンサを充電することができるようになる。従って、レベ
ル設定操作後、短時間でレーザ発振を実施させることが
可能になり、使い勝手の良いレーザ装置が得られる。As described above, since the charging operation is started after the surplus energy is discharged, when the voltage (energy level) of the energy storage capacitor is high when the laser oscillation energy setting level is changed, the operation is forcibly performed. Discharging by operating a discharge circuit, and charging after lowering the charging voltage level of the energy storage capacitor, thereby ending the time-consuming charge voltage drop (energy release) of the energy storage capacitor in a short time. And the energy storage capacitor can be quickly charged to a desired level. Therefore, laser oscillation can be performed in a short time after the level setting operation, and a laser device with good usability can be obtained.
【0027】特に上位エネルギレベルから下位エネルギ
レベルを選択したとき、エネルギ蓄積コンデンサの余剰
エネルギをまずはじめに放出させ、その後に所要のエネ
ルギレベルまで充電させることから、遅滞なくエネルギ
レベル設定ができる。In particular, when the lower energy level is selected from the upper energy level, the surplus energy of the energy storage capacitor is first released and then charged to the required energy level, so that the energy level can be set without delay.
【0028】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1に本装置の全体的な構成を示す。本発
明のレーザ装置はエネルギレベル選択回路を改良したも
のであり、その他の基本構成は図4で説明した従来装置
の構成と同じである。従って、図4の従来例と同一物に
ついては、同一符号を付すものとするが、その詳細はこ
こでは改めて説明はしない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the present apparatus. The laser device of the present invention is obtained by improving the energy level selection circuit, and the other basic configuration is the same as the configuration of the conventional device described with reference to FIG. Therefore, the same components as those in the conventional example of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, but the details thereof will not be described again here.
【0029】図1において、21は商用交流電源、22
は整流回路、23は補助直流電源、24はDC/ACイ
ンバータ回路、25は高電圧整流回路、26は充電電流
抑制抵抗器、27はエネルギ蓄積コンデンサ、28は分
圧抵抗器、29は放電抵抗器、30はインダクタンス、
31はスイッチング素子、32はフラッシュ・ランプ、
33は固体レーザ共振ロッドである。In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a commercial AC power supply;
Is a rectifier circuit, 23 is an auxiliary DC power supply, 24 is a DC / AC inverter circuit, 25 is a high voltage rectifier circuit, 26 is a charging current suppression resistor, 27 is an energy storage capacitor, 28 is a voltage dividing resistor, and 29 is a discharge resistor. Vessel, 30 is inductance,
31 is a switching element, 32 is a flash lamp,
33 is a solid-state laser resonance rod.
【0030】この固体レーザ共振ロッド33にはその両
端には図示しない光反射用のミラーが対向して配置され
ると共に、フラッシュ・ランプ32に平行して配置され
ていて、フラッシュ・ランプ32の発光により、その光
が入射されると、ロッド内で上記ミラーによる反射作用
にて光共振させ、レーザ光を励起する。A light reflecting mirror (not shown) is disposed at both ends of the solid-state laser resonance rod 33 so as to face each other, and is disposed in parallel with the flash lamp 32. Accordingly, when the light is incident, the light is caused to resonate in the rod by the reflection action of the mirror, thereby exciting the laser light.
【0031】34Aはエネルギレベル選択回路である。
このエネルギレベル選択回路34Aはエネルギレベル対
応に設けられたスイッチ群を持ち、このスイッチのいず
れかをオンとすればDC/ACインバータ回路24は起
動する。Numeral 34A is an energy level selection circuit.
The energy level selection circuit 34A has a group of switches provided corresponding to the energy levels. When any one of the switches is turned on, the DC / AC inverter circuit 24 starts.
【0032】35Aはインバータ駆動回路でDC/AC
インバータ回路24の駆動制御を行う回路であって、イ
ンバータ駆動パルスの発振回路と駆動素子、そして、エ
ネルギレベル選択回路34Aのスイッチ群をエネルギレ
ベル選択回路34Aの内蔵するデコーダ2によりデコー
ドして与えられる値に対応する基準電圧群と分圧抵抗器
28の帰還電圧とを比較するコンパレータとで構成され
ている。そして、帰還電圧がこの選択された基準電圧を
越えるとパルス発振を停止させ、インバータ回路24を
動作休止させ、これによってエネルギ蓄積コンデンサ2
7への充電を停止させ、また、エネルギ蓄積コンデンサ
27の端子電圧が降下すると、再びインバータ回路24
を動作するようにサーボ回路を形成してある。Reference numeral 35A denotes an inverter drive circuit which is DC / AC
This is a circuit for controlling the drive of the inverter circuit 24. The circuit is provided by decoding an inverter drive pulse oscillation circuit and a drive element, and a switch group of the energy level selection circuit 34A by a decoder 2 incorporated in the energy level selection circuit 34A. The comparator includes a comparator that compares a reference voltage group corresponding to the value with a feedback voltage of the voltage dividing resistor 28. Then, when the feedback voltage exceeds the selected reference voltage, the pulse oscillation is stopped, the operation of the inverter circuit 24 is stopped, and the energy storage capacitor 2 is thereby stopped.
7 is stopped, and when the terminal voltage of the energy storage capacitor 27 drops, the inverter circuit 24
The servo circuit is formed so as to operate.
【0033】36はレーザ照射スイッチ、37は前述の
制御回路であり、この制御回路37は前記レーザ照射ス
イッチ36がオンされるとスイッチング素子31に対す
るゲート・トリガ・パルス並びにフラッシュ・ランプ3
2に対するイグニッション・パルスを発生し、フラッシ
ュ・ランプ32を発光をさせて、レーザを出力させるよ
うに制御する。このとき、同時にインバータ回路24は
動作が休止させるように制御回路37は構成してある。
照射スイッチ36をオフすると再びエネルギ蓄積コンデ
ンサ27は選択されたエネルギレベルまで充電され、待
機する。また、制御回路37はインバータ駆動回路35
Aのコンパレータ出力を監視して、エネルギレベル選択
回路34Aのスイッチ群に対応する基準電圧群と分圧抵
抗器28の帰還電圧が基準電圧レベルになるまではレー
ザ照射スイッチ36を操作してもレーザ光を発振できな
いようにしてある。Reference numeral 36 denotes a laser irradiation switch, and 37 denotes the above-described control circuit. When the laser irradiation switch 36 is turned on, a gate trigger pulse for the switching element 31 and the flash lamp 3
2 to generate an ignition pulse, control the flash lamp 32 to emit light, and output a laser. At this time, the control circuit 37 is configured so that the operation of the inverter circuit 24 is stopped at the same time.
When the irradiation switch 36 is turned off, the energy storage capacitor 27 is charged to the selected energy level again and waits. Further, the control circuit 37 includes an inverter driving circuit 35.
The comparator output of A is monitored, and the laser irradiation switch 36 is operated until the reference voltage group corresponding to the switch group of the energy level selection circuit 34A and the feedback voltage of the voltage dividing resistor 28 reach the reference voltage level. Light cannot be oscillated.
【0034】38は放電リレーであり、その接点はエネ
ルギ蓄積コンデンサ27の端子間を短絡する構成となっ
ていて、不要の電荷を放電操作できるようになってい
る。この放電リレー38は休止時(商用交流電源21が
オフの時)には接点は閉じており、商用交流電源21を
オンとすると付勢され、接点が開となり、装置は動作可
能となる。この放電リレー38はエネルギ蓄積コンデン
サ27の残留電荷に対する危害防止用である。Reference numeral 38 denotes a discharge relay whose contact is configured to short-circuit the terminals of the energy storage capacitor 27 so that unnecessary charges can be discharged. The contact is closed when the discharge relay 38 is stopped (when the commercial AC power supply 21 is off), and when the commercial AC power supply 21 is turned on, the contact is opened, the contact is opened, and the device becomes operable. This discharge relay 38 is for preventing harm to the residual charge of the energy storage capacitor 27.
【0035】以上はレーザ装置全体の概略的構成であ
る。本発明ではそのうちのエネルギレベル選択回路34
Aに特徴があり、これを図2のように構成している。図
2において、1はエネルギレベル選択スイッチであり、
図4におけるエネルギレベル選択スイッチ34Aに対応
するものであって、一例としてスイッチLS1〜LS7
の7つのスイッチ群により構成されており、各スイッチ
単位でレベル選択できるので、スイッチLS1〜LS7
の7つのスイッチにより、7レベル選択することができ
る。そして、LS1が最低、(エネルギ蓄積コンデンサ
27への充電電圧最低)、LS7が最高(充電電圧最
高)エネルギが選択される。スイッチLS1〜LS7に
より、7つのレベルが選択できるが、その選択できるレ
ベルはLS7が最大であり、LS1に近い程、低くな
り、LS1〜LS7がいずれもオフの時はエネルギレベ
ル零の設定である。The above is the schematic configuration of the entire laser device. In the present invention, the energy level selection circuit 34
A has a feature, which is configured as shown in FIG. In FIG. 2, 1 is an energy level selection switch,
This corresponds to the energy level selection switch 34A in FIG. 4, and as an example, the switches LS1 to LS7
And the level can be selected for each switch, so that the switches LS1 to LS7
7 levels can be selected by the 7 switches. Then, LS1 is selected as the lowest energy (lowest charging voltage to the energy storage capacitor 27), and LS7 is selected as the highest (highest charging voltage) energy. Seven levels can be selected by the switches LS1 to LS7. The selectable level is LS7 which is the maximum, becomes lower as it is closer to LS1, and the energy level is set to zero when LS1 to LS7 are all off. .
【0036】2はエンコーダであり、8ビット・プライ
オリティ・エンコーダ(8-BIT PRIORITY ENCODER)IC
素子(半導体集積回路素子)を用いて構成されている。
エンコーダ2にはデータ入力端子D1 からD7 、データ
出力端子Q0 からQ2 、GS端子とがあるが、本実施例
ではこのIC素子の最下位ビットデータ入力端子D0は
使用しない。Reference numeral 2 denotes an encoder, which is an 8-bit priority encoder (8-BIT PRIORITY ENCODER) IC
It is configured using elements (semiconductor integrated circuit elements).
The encoder 2 has data input terminals D1 to D7, data output terminals Q0 to Q2, and a GS terminal. In this embodiment, the least significant bit data input terminal D0 of this IC element is not used.
【0037】エンコーダ2のエンコード出力はバイナリ
・コードであり、また、GS端子はデータ入力端子D1
〜D7 のいずれかに入力があると、“H”を出力する端
子である。本実施例ではスイッチLS1〜LS7はそれ
ぞれ一端が直流のシステム電源VDDに接続され、他端は
エンコーダ2のデータ入力端子D1 〜D7 に一つづつ対
応させて接続してある。また、エンコーダ2のデータ入
力端子D1 〜D7 はそれぞれプルダウン抵抗を介して接
地され、対応するスイッチLS1〜LS7がオフの時は
接地電位に保たれて論理レベル“L”に、また、オンの
時はVDDのレベルに保たれて論理レベル“H”となる仕
組みとなっている。The encoded output of the encoder 2 is a binary code, and the GS terminal is a data input terminal D1.
To "D7" when there is an input to any of D7 to D7. In this embodiment, each of the switches LS1 to LS7 has one end connected to the DC system power supply VDD, and the other end connected to the data input terminals D1 to D7 of the encoder 2 one by one. The data input terminals D1 to D7 of the encoder 2 are grounded via pull-down resistors, respectively. When the corresponding switches LS1 to LS7 are turned off, they are kept at the ground potential and set to the logic level "L". Are maintained at the VDD level and become a logic level "H".
【0038】そして、このエンコーダ2はデータ入力端
子D1 〜D7 のどの端子が論理レベル“H”であるかに
より、“1”から“7”までのいずれかのデータが入力
されたことになり、そのデータに応じてバイナリ・デー
タ形式でデータ出力端子Q0からQ2 に出力が表われ
る。すなわち、7種のレベルをバイナリ・データ形式3
ビットパラレルで出力するエンコーダの機能を持つ。ま
た、エンコーダ2はデータ入力端子D1 〜D7 のいずれ
かの端子の入力を“H”にする間、GS端子より出力
“H”を出力する構成としてある。The encoder 2 receives any data from "1" to "7" depending on which of the data input terminals D1 to D7 is at the logic level "H". Outputs appear at the data output terminals Q0 to Q2 in binary data format according to the data. That is, the seven levels are converted to binary data format 3.
Has the function of an encoder that outputs in bit parallel. Further, the encoder 2 is configured to output the output "H" from the GS terminal while the input of any one of the data input terminals D1 to D7 is set to "H".
【0039】3はデコーダであり、BCDデシマル・デ
コーダ(BCD TO DECIMAL DECODER)IC素子で構成され
ている。このBCDデシマル・デコーダIC素子はデー
タ入力端子A,B,C,Dとデータ出力端子Q0 〜Q7
を有しているが、このIC素子のデータ入力端子Dとデ
ータ出力端子Q0は使用しない。デコーダ3におけるデ
ータ入力端子A,B,Cはエンコーダ2のデータ出力端
子Q0 ,Q1 ,Q2 に対応させて接続させてあり、エン
コーダ2のエンコード出力であるバイナリ・データ形式
3ビットパラレルをBCDデシマルコードにデコードす
る。Reference numeral 3 denotes a decoder, which is composed of a BCD TO DECIMAL DECODER IC element. This BCD decimal decoder IC element has data input terminals A, B, C, D and data output terminals Q0 to Q7.
However, the data input terminal D and the data output terminal Q0 of this IC element are not used. The data input terminals A, B, and C of the decoder 3 are connected to the data output terminals Q0, Q1, and Q2 of the encoder 2 so that a binary data format 3-bit parallel, which is the encoded output of the encoder 2, is converted to a BCD decimal code. To decode.
【0040】4はラッチ回路であり、デュアル4ビット
・ラッチ(DUAL 4-BIT LATCH)IC素子を用いて構成され
ていて、2系統の回路のうち、一方の系統の端子は全て
使用するが他方の系統の端子D4 およびQ4 は使用せ
ず、クロック入力端子CKは並列接続である。このラッ
チ回路4はクロック・パルスの立上がりで入力データを
アクィジョンし、立ち下がりでラッチする。Reference numeral 4 denotes a latch circuit, which is configured using a dual 4-bit latch (DUAL 4-BIT LATCH) IC element. Of the two circuits, all terminals of one of the circuits are used while the other is used. The terminals D4 and Q4 are not used, and the clock input terminal CK is connected in parallel. The latch circuit 4 acquires input data at the rising edge of the clock pulse and latches the input data at the falling edge.
【0041】このラッチ回路4はデュアル4ビットのデ
ータ入力端子D1 〜D4 ,D1 ´〜D4 ´のうち、D1
〜D4 はBCD(バイナリ・コード・デシマル;2進化
10進数)コードの下位4ビットをそれぞれ対応させて
接続してあり、D1 ´〜D4´には上位3ビットをそれ
ぞれ対応させて接続してある。従って、このラッチ回路
4はデコーダ3より出力される7レベルまでに対応させ
たBCDコード・データをラッチすることができる構成
である。The latch circuit 4 is provided with one of the dual 4-bit data input terminals D1 to D4 and D1 'to D4'.
D4 to D4 are connected in correspondence with the lower 4 bits of a BCD (binary code decimal; binary coded decimal) code, and D1 'to D4' are connected in correspondence with the upper 3 bits. . Therefore, the latch circuit 4 is capable of latching BCD code data corresponding to up to seven levels output from the decoder 3.
【0042】5はパルス発生回路であり、6回路のイン
バータ論理回路(以下、インバータと称する)を内蔵す
るインバータ(HEX INVERTER)IC素子を用いて構成され
ていて、そのうちのインバータ5aと、インバータ5b
との間にコンデンサC1,抵抗R1による微分回路を設
けて、エンコーダ2のGS端子出力を微分し、波形成形
してクロック・パルス(シングルパルス)を発生してナ
ンド・ゲート8の一方の入力に与え、また、このクロッ
ク・パルスをインバータ5cとインバータ5dとの間に
コンデンサC2,抵抗R2によるパルス遅延回路を設け
て形成した遅延部を介して、遅延を行わせて出力させる
ようにしている。パルス発生回路5より出力されるこの
遅延を受けたクロック・パルスはラッチ回路4およびD
ラッチ6のクロック入力端子CKの入力としてこれらに
与える構成としてある。Reference numeral 5 denotes a pulse generating circuit, which is constituted by using an inverter (HEX INVERTER) IC element containing six inverter logic circuits (hereinafter referred to as an inverter), of which an inverter 5a and an inverter 5b are provided.
And a differentiating circuit including a capacitor C1 and a resistor R1 is provided to differentiate the GS terminal output of the encoder 2, generate a waveform, generate a clock pulse (single pulse), and apply it to one input of the NAND gate 8. The clock pulse is delayed and output via a delay unit formed by providing a pulse delay circuit including a capacitor C2 and a resistor R2 between the inverter 5c and the inverter 5d. The delayed clock pulse output from pulse generation circuit 5 is applied to latch circuit 4 and D
The configuration is such that the input to the clock input terminal CK of the latch 6 is given to these.
【0043】Dラッチ6は、クワッド・クロックド・D
ラッチ(QUAD CLOCKED “D ”LATCH)IC素子を用いて構
成されていて、データ入力端子D3,データ出力端子Q
3は使用しない。このIC素子はクロック・パルスの立
ち上りで入力データをアクィジョン(取得)し、立ち下
がりでデータをラッチする。Dラッチ6の入力データは
エンコーダ2の出力データである。The D latch 6 is a quad clocked D
A latch (QUAD CLOCKED “D” LATCH) is configured using an IC element, and has a data input terminal D3 and a data output terminal Q
3 is not used. This IC element acquires (acquires) input data at the rising edge of a clock pulse and latches data at the falling edge. Input data of the D latch 6 is output data of the encoder 2.
【0044】7はコンパレータであり、4ビットマグニ
チュード・コンパレータ(4-BIT MAGNITUDED COMPARETO
R) IC素子を用いて構成されている。このコンパレー
タ7は、A入力端子A0〜A3,B入力端子B0〜B3
を有していて、両A入力端子A0〜A3,B入力端子B
0〜B3の入力を比較するものである。このコンパレー
タ7はA入力端子A3,B入力端子B3は使用せず、比
較結果として“A=B”(A入力端子入力=B入力端子
入力),“A>B”(A入力端子入力>B入力端子入
力)の時は比較出力として論理レベル“L”の出力を、
また、“A<B”(A入力端子入力<B入力端子入力)
のときは論理レベル“H”の出力を発生するようにセッ
トしておく。Reference numeral 7 denotes a comparator, which is a 4-bit magnitude comparator (4-BIT MAGNITUDED COMPARETO).
R) It is configured using IC elements. The comparator 7 has A input terminals A0 to A3 and B input terminals B0 to B3.
And both A input terminals A0 to A3 and B input terminal B
This is for comparing inputs of 0 to B3. The comparator 7 does not use the A input terminals A3 and B input terminal B3. As a comparison result, "A = B" (A input terminal input = B input terminal input), "A>B" (A input terminal input> B Input terminal input), the output of logic level "L" is output as the comparison output.
“A <B” (A input terminal input <B input terminal input)
In this case, it is set so as to generate a logic level "H" output.
【0045】これにより、このコンパレータ7における
比較結果出力端子であるA<B出力端子からは入力が
“A<B”または“A=B”の時、出力“H”を、そし
て、入力が“A>B”ならば“L”を出力するようにな
る。この“H”または“L”出力はインバータ5eで反
転して“L”または“H”出力を得ている。コンパレー
タ7のA入力端子入力はDラッチ6のラッチデータであ
り、B入力端子入力はエンコーダ2の出力データであ
る。As a result, when the input is “A <B” or “A = B”, the output “H” is output from the comparison result output terminal A <B output terminal of the comparator 7 and the input is “ If "A>B","L" is output. This "H" or "L" output is inverted by an inverter 5e to obtain an "L" or "H" output. The A input terminal input of the comparator 7 is latch data of the D latch 6, and the B input terminal input is output data of the encoder 2.
【0046】ナンド・ゲート8は2入力のポジティブ・
ナンド・ゲートであり、7の出力をインバータ5eで反
転させたものを他方の入力としてある。また、9はタイ
マであり、タイマIC素子を使用して構成してあるが、
タイミング用の時定数要素であるコンデンサC,抵抗R
の図示を省略してある。このタイマ9は単安定動作モー
ドで使用しており、トリガ入力端子TRに負極性トリガ
・パルスを与えることで起動して、正極性タイミング・
パルス(システム電源VDDの電圧と同等の電圧、例え
ば、5V)を出力するが、休止時には出力が論理レベル
“L”(0V)で高いシンク電流を持っている。このタ
イマ9はナンド・ゲート8の出力がトリガ入力端子TR
に与えられる構成としてある。The NAND gate 8 has a two-input positive
A NAND gate, which is obtained by inverting the output of 7 with an inverter 5e as the other input. Reference numeral 9 denotes a timer, which is configured using a timer IC element.
Capacitor C and resistor R which are time constant elements for timing
Are not shown. The timer 9 is used in the monostable operation mode, and is started by giving a negative trigger pulse to the trigger input terminal TR, so that a positive timing
A pulse (a voltage equivalent to the voltage of the system power supply VDD, for example, 5 V) is output, but the output has a logic level "L" (0 V) and a high sink current at rest. The timer 9 outputs the output of the NAND gate 8 to the trigger input terminal TR.
It is as a structure given to.
【0047】38は放電リレーであって図1における放
電リレー38を、また、29は放電抵抗であって図1の
放電抵抗29をそれぞれ示す。放電リレー38はその付
勢コイルは一端をシステム電源VDDに接続され、他端を
タイマ9の出力側に接続されていて、タイマ9の出力端
子の出力状況に応動して動作する。そして、タイマ9の
接点はエネルギ蓄積コンデンサ27の端子間を短絡する
構成となっていて、当該エネルギ蓄積コンデンサ27の
不要の電荷を放電操作する。Reference numeral 38 denotes a discharge relay, which is the discharge relay 38 shown in FIG. 1, and reference numeral 29 denotes a discharge resistor, which is the discharge resistor 29 shown in FIG. The discharge coil of the discharge relay 38 has one end connected to the system power supply VDD and the other end connected to the output side of the timer 9, and operates in response to the output state of the output terminal of the timer 9. The contact of the timer 9 is configured to short-circuit the terminals of the energy storage capacitor 27, and discharges unnecessary charges of the energy storage capacitor 27.
【0048】上記タイマ9は放電リレー38の前段に設
けられていてこの放電リレー38の付勢のための出力を
供給しており、従って、このタイマ9の休止時には出力
が“L”となることから放電リレー38はVDDからの電
圧がタイマ9を介して流れて付勢され、その接点は
“開”となり、タイマ9がタイミング信号(論理レベル
“H”)を出力するとその出力電圧はVDDと等しいの
で、放電リレー38は休止、その接点は“閉”となり、
エネルギ蓄積コンデンサ27の電荷は放電抵抗器9を通
して放電する構成となる。そして、これにより、エネル
ギ蓄積コンデンサ27の電荷を放電させる特性は放電抵
抗器29の抵抗値とタイミング時間により、自由に選ぶ
ことができるようになっている。The timer 9 is provided before the discharge relay 38 and supplies an output for energizing the discharge relay 38. Therefore, when the timer 9 is stopped, the output becomes "L". , The discharge relay 38 is energized by the voltage from VDD flowing through the timer 9 and its contact is opened, and when the timer 9 outputs the timing signal (logic level "H"), the output voltage becomes VDD and Since they are equal, the discharge relay 38 is inactive and its contacts are "closed",
The charge of the energy storage capacitor 27 is discharged through the discharge resistor 9. Thus, the characteristic of discharging the charge of the energy storage capacitor 27 can be freely selected according to the resistance value of the discharge resistor 29 and the timing time.
【0049】図2の35Aはインバータ駆動回路であっ
て、図1のインバータ駆動回路35Aに対応するもので
ある。このインバータ駆動回路35Aは、エネルギレベ
ル選択スイッチ1におけるスイッチLS1〜LS7のい
ずれかをオンすると、それに対応する基準電圧が選ば
れ、その基準電圧と図1の分圧抵抗器28よりの帰還電
圧とを比較し、エネルギ蓄積コンデンサ27に所望のエ
ネルギを設定する。Reference numeral 35A in FIG. 2 denotes an inverter drive circuit, which corresponds to the inverter drive circuit 35A in FIG. When one of the switches LS1 to LS7 in the energy level selection switch 1 is turned on, the inverter drive circuit 35A selects a reference voltage corresponding to the switch, and outputs the reference voltage and the feedback voltage from the voltage dividing resistor 28 in FIG. And set a desired energy in the energy storage capacitor 27.
【0050】すなわち、エネルギレベル選択スイッチ1
におけるスイッチLS1〜LS7のいずれかをオンする
と、エンコーダ2からそれに対応した3ビットパラレル
のバイナリ・コードを出力し、デコーダ3はこのバイナ
リ・データをBCDデシマルコードにデコードし、この
BCDデシマルコードはラッチ回路4にパルス発生回路
5の遅延クロックパルスcのタイミングでラッチする
が、このラッチ回路4の出力データを、予め設定した段
階的に異なる各種の基準電圧の選択データに対応させて
ある。That is, the energy level selection switch 1
When any of the switches LS1 to LS7 is turned on, the encoder 2 outputs a corresponding 3-bit parallel binary code from the encoder 2, and the decoder 3 decodes this binary data into a BCD decimal code, and this BCD decimal code is latched. The circuit 4 latches the data at the timing of the delayed clock pulse c of the pulse generating circuit 5, and the output data of the latch circuit 4 is made to correspond to preset selection data of various reference voltages that are different in stages.
【0051】上述したように、ラッチ回路4はデュアル
4ビットのデータ入力端子D1 〜D4 ,D1 ´〜D4 ´
のうち、D1 〜D4 はBCD(バイナリ・コード・デシ
マル;2進化10進数)コードの下位4ビットをそれぞ
れ対応させて接続してあり、D1 ´〜D4 ´には上位3
ビットをそれぞれ対応させて接続してあることから、こ
のラッチ回路4はデコーダ3より出力される7レベルま
でに対応させたBCDコード・データをラッチすること
ができる構成である。As described above, the latch circuit 4 has the dual 4-bit data input terminals D1 to D4, D1 'to D4'.
Among them, D1 to D4 are connected to correspond to the lower 4 bits of a BCD (binary code decimal; binary coded decimal) code, respectively, and the upper 3 bits are connected to D1 'to D4'.
Since the bits are connected in correspondence with each other, this latch circuit 4 can latch BCD code data corresponding to up to seven levels output from the decoder 3.
【0052】従って、この場合、7レベルの各種基準電
圧をインバータ駆動回路35Aに予め用意し、BCDコ
ード・データに対応して7レベルの基準電圧の一つを選
択して利用できるようにインバータ駆動回路35Aを構
成しておく。Accordingly, in this case, various reference voltages of seven levels are prepared in the inverter drive circuit 35A in advance, and the inverter drive circuit 35A selects one of the seven levels of reference voltages in accordance with the BCD code data so that it can be used. The circuit 35A is configured.
【0053】次に上記構成の本装置の作用について説明
する。このような構成において、商用交流電源21から
の電力供給を受け、整流回路22はこの交流電力を整流
し、DC/ACインバータ回路24に与える。Next, the operation of the present apparatus having the above configuration will be described. In such a configuration, upon receiving power supply from the commercial AC power supply 21, the rectifier circuit 22 rectifies the AC power and supplies it to the DC / AC inverter circuit 24.
【0054】DC/ACインバータ回路24はインバー
タ駆動回路35Aにより制御され、インバータ駆動回路
35Aはエネルギレベル選択回路34Aにおけるエネル
ギレベル選択スイッチ1の設定に対応した基準電圧を選
択して、その基準電圧に対応するエネルギ蓄積コンデン
サ27出力電圧を得ることができる。The DC / AC inverter circuit 24 is controlled by an inverter drive circuit 35A. The inverter drive circuit 35A selects a reference voltage corresponding to the setting of the energy level selection switch 1 in the energy level selection circuit 34A, and sets the reference voltage as the reference voltage. A corresponding energy storage capacitor 27 output voltage can be obtained.
【0055】このように、エネルギレベル選択スイッチ
1の設定に従った動作をするインバータ駆動回路35A
により制御されるDC/ACインバータ回路24の高電
圧交流出力を高電圧整流回路25により直流電圧に変換
し、充電電流抑制抵抗器26を介してエネルギ蓄積コン
デンサ27に供給するが、この系統によりエネルギ蓄積
コンデンサ27にはエネルギレベル選択スイッチ1の設
定に従った所望電圧の直流電荷が充電されることにな
る。As described above, the inverter drive circuit 35A that operates according to the setting of the energy level selection switch 1
Is converted into a DC voltage by a high voltage rectifier circuit 25 and supplied to an energy storage capacitor 27 via a charging current suppressing resistor 26. The storage capacitor 27 is charged with a DC charge of a desired voltage according to the setting of the energy level selection switch 1.
【0056】レベル選択スイッチ1の設定変更による充
電電圧の変更の各種ケースを具体的に説明する。今、レ
ベル“0V”から所望電圧を設定してその電圧までコン
デンサ27を充電し、その後に更にレベルを設定し直す
場合の動作を説明する。Various cases of changing the charging voltage by changing the setting of the level selection switch 1 will be specifically described. Now, an operation will be described in which a desired voltage is set from the level “0 V”, the capacitor 27 is charged to that voltage, and then the level is further reset.
【0057】エネルギレベル選択スイッチ1のスイッチ
LS1〜LS7をオフとしてあるものとし、この状態で
直流電源として補助直流電源23からシステム電源VDD
を供給したとする。It is assumed that the switches LS1 to LS7 of the energy level selection switch 1 are off, and in this state, the auxiliary power supply 23 supplies the system power V DD as a DC power.
Is supplied.
【0058】すると、エンコーダ2はエネルギレベル選
択スイッチ1のスイッチLS1〜LS7の設定状態に対
応したバイナリ・コード“000”を出力(LS1〜L
S7オフ)する。このバイナリ・コードはDラッチ6の
データ入力端子D0〜D2とコンパレータ7のB入力端
子B0〜B2にそれぞれ供給される。Then, the encoder 2 outputs a binary code "000" corresponding to the setting state of the switches LS1 to LS7 of the energy level selection switch 1 (LS1 to LS7).
(S7 off). This binary code is supplied to the data input terminals D0 to D2 of the D latch 6 and the B input terminals B0 to B2 of the comparator 7, respectively.
【0059】また、同時に図示しないリセット・パルス
発生回路からのパワーオン・リセット・パルスでDラッ
チ6がクリヤされ、さらにこのクリアの後、Dラッチ6
はCK入力により入力コード「000」を出力にラッチ
し、その出力はマグニチュード・コンパレータ7のA入
力としている。従って、コンパレータ7の入力は“A=
B”、出力は“H”、インバータ5eの出力は“L”、
ナンド・ゲートIC8出力は“H”となって待機する。At the same time, the D-latch 6 is cleared by a power-on reset pulse from a reset pulse generating circuit (not shown).
Latches the input code "000" to the output by the CK input, and the output is used as the A input of the magnitude comparator 7. Therefore, the input of the comparator 7 is “A =
B ”, the output is“ H ”, the output of the inverter 5e is“ L ”,
The output of the NAND gate IC8 becomes "H" and waits.
【0060】次に、例えばエネルギ・レベル選択スイッ
チ1のスイッチLS5をオン操作すると、エンコーダ2
の出力は“101”となり、ラッチ回路4は後述のクロ
ックパルスの立上りでデータを取り込み(データアクィ
ジョン)、クロックパルスの立下がりでラッチしてその
Q1´より“H”を出力する。そして、このラッチ出力
はインバータ駆動回路35Aに入力され、インバータ駆
動回路35Aはこの入力に対応する基準電圧を発生す
る。そして、インバータ駆動回路35Aからの制御出力
はインバータ回路24に入力され、インバータ回路24
はこれによって起動し、整流回路22からの整流出力を
高電圧交流に変換して出力する。そして、この高電圧交
流出力は高圧整流回路25により整流されてエネルギ蓄
積コンデンサ27に印加され、当該エネルギ蓄積コンデ
ンサ27にはこの整流出力対応の電圧が充電されること
になる。Next, for example, when the switch LS5 of the energy level selection switch 1 is turned on, the encoder 2 is turned on.
Becomes "101", the latch circuit 4 captures data at the rising edge of a clock pulse (data acquisition), which will be described later, latches at the falling edge of the clock pulse, and outputs "H" from Q1 '. Then, this latch output is input to the inverter drive circuit 35A, and the inverter drive circuit 35A generates a reference voltage corresponding to this input. The control output from the inverter drive circuit 35A is input to the inverter circuit 24,
Is activated by this, and converts the rectified output from the rectifier circuit 22 into high-voltage AC and outputs it. The high-voltage AC output is rectified by the high-voltage rectifier circuit 25 and applied to the energy storage capacitor 27. The energy storage capacitor 27 is charged with a voltage corresponding to the rectified output.
【0061】そして、インバータ駆動回路35Aの制御
によって、該基準電圧に対応する値まで充電された段階
で充電動作は休止する。かくして、エネルギ選択スイッ
チ1によるエネルギ設定を行うことで、それに対応する
電圧値にエネルギ蓄積コンデンサ27は充電されること
になる。Then, under the control of the inverter drive circuit 35A, the charging operation is stopped when the battery is charged to a value corresponding to the reference voltage. Thus, by setting the energy by the energy selection switch 1, the energy storage capacitor 27 is charged to the corresponding voltage value.
【0062】同時にエンコーダ2の出力“101”はエ
ネルギ選択スイッチ1をオンとしている間、Dラッチ6
の入力およびコンパレータ7のB入力端子入力としてこ
れらに与えられる。このとき、コンパレータ7のA入力
端子入力としてはエンコーダ2から“000”が入力さ
れているので、“A<B”、よってコンパレータ7の比
較結果出力端子であるA<B端子出力は“H”となる。At the same time, while the output “101” of the encoder 2 is turned on, the D latch 6
And the B input terminal input of the comparator 7 to these. At this time, since “000” is input from the encoder 2 as the A input terminal input of the comparator 7, “A <B”, so that the output of the A <B terminal which is the comparison result output terminal of the comparator 7 is “H”. Becomes
【0063】このA<B端子出力である“H”は、イン
バータ5eを介してナンドゲート8に印加されることに
なるが、インバータ5eにより反転されて“L”となる
ことから、ナンドゲート8の出力は“H”となり、従っ
て負論理アクティブのタイマ9はこのナンドゲート8の
出力“H”を受けてもトリガされず、従って、タイマ9
は出力が“L”であるから、このタイマ9の出力端子と
システム電源VDDとの間に接続される放電リレー38の
付勢コイルは電源VDDが印加されて付勢されることにな
り、従って、放電リレー38の接点は“開”となってい
る。The "H" output from the terminal A <B is applied to the NAND gate 8 via the inverter 5e. However, since the output is inverted to "L" by the inverter 5e, the output of the NAND gate 8 is output. Becomes "H", so that the timer 9 of negative logic is not triggered by receiving the output "H" of the NAND gate 8, so that the timer 9
Since the output is "L", the energizing coil of the discharge relay 38 connected between the output terminal of the timer 9 and the system power supply VDD is energized by the application of the power supply VDD. , The contact of the discharge relay 38 is "open".
【0064】また同時に、エネルギ選択スイッチ1のい
ずれかのスイッチをオンとしている間、エンコーダ2の
GS端子は“H”なる信号aを出力する。このエンコー
ダ2のGS端子出力はパルス発生回路5に与えられ、こ
のパルス発生回路5ではその回路を形成するインバータ
5a〜5dを介して、微分‐成形‐遅延操作を行ってい
ることにより、クロックパルスを得るようにしている
(図3タイミングチャートのa,b,c参照)。得られ
たクロックパルスのうち、bは遅延を受けないパルスで
あり、cは遅延を受けたパルスである。At the same time, while any one of the energy selection switches 1 is turned on, the GS terminal of the encoder 2 outputs a signal a of "H". The output of the GS terminal of the encoder 2 is given to a pulse generation circuit 5, and the pulse generation circuit 5 performs a differential-shaping-delay operation via inverters 5a to 5d forming the circuit. (See timing charts a, b, and c in FIG. 3). Among the obtained clock pulses, b is a pulse that does not receive a delay, and c is a pulse that receives a delay.
【0065】このクロックパルスb,cのうち、遅延を
受けたパルスcはDラッチ6のクロックパルスとしてク
ロック入力端子CKに入力されることにより、当該Dラ
ッチ6はそのクロックパルスの立上りでエンコーダ2か
らの出力データ“101”をアクイジョン(取り込み)
し、クロックパルスの立下りでこれをラッチして、コン
パレータ7のA入力端子に与える。Of the clock pulses b and c, the delayed pulse c is input to the clock input terminal CK as the clock pulse of the D latch 6, so that the D latch 6 causes the encoder 2 to rise at the rising edge of the clock pulse. Acquisition (acquisition) of output data "101" from
Then, it is latched at the falling edge of the clock pulse and applied to the A input terminal of the comparator 7.
【0066】一方、コンパレータ7のB入力端子にはエ
ンコーダ2からの出力データ“101”が入力されてお
り、この時点ではコンパレータ7のA入力端子入力、B
入力端子入力は共に“101”である。従って、“A=
B”であることから当該コンパレータ7のA<B出力端
子出力dは論理レベル“H”のままであって、これはイ
ンバータ5eを介してタイマ9に印加されることになる
が、インバータ5eにより反転されて“L”となり、こ
れがナンド・ゲート8に入力されることから、クロック
パルスbとのナンド論理をとるナンド・ゲート8の出力
は論理“H”であり、論理“L”で動作するタイマ9は
トリガされない。On the other hand, the output data “101” from the encoder 2 is input to the B input terminal of the comparator 7.
The input terminal inputs are both "101". Therefore, "A =
B ", the output d of the A <B output terminal of the comparator 7 remains at the logic level" H ", which is applied to the timer 9 via the inverter 5e. The output is inverted and becomes "L", which is input to the NAND gate 8, so that the output of the NAND gate 8 which takes NAND logic with the clock pulse b is logic "H" and operates with logic "L". Timer 9 is not triggered.
【0067】この後、エネルギ選択スイッチ1のスイッ
チLS5をオフとすると、エンコーダ2は“000”を
出力し、コンパレータ7のB入力端子入力は“00
0”、そして、Dラッチ6の出力を受けるA入力端子入
力はDラッチ6のラッチデータが“101”であるの
で、A入力端子入力とB入力端子入力は“A>B”とな
り、コンパレータ7のA<B端子出力は“L”となる。
このA<B端子出力“L”は、インバータ5eにより反
転されて“H”となり、ナンド・ゲート8に出力される
が、このとき、エンコーダ2のGS端子出力はエネルギ
選択スイッチ1のスイッチLS5をオフとしたことによ
って“L”となっているので、クロックパルスbはない
から(つまり、レベル“L”)、“L”なるbとeの2
つの入力を受けるナンド・ゲート8出力は“H”とな
り、従って、タイマ9はこの時点でもトリガされない。Thereafter, when the switch LS5 of the energy selection switch 1 is turned off, the encoder 2 outputs "000" and the input of the B input terminal of the comparator 7 becomes "00".
0 "and the input data of the A input terminal which receives the output of the D latch 6 is" 101 "since the latch data of the D latch 6 is" 101 ". A <B terminal output becomes “L”.
The A <B terminal output “L” is inverted by the inverter 5 e to become “H” and output to the NAND gate 8. At this time, the GS terminal output of the encoder 2 is set to the switch LS 5 of the energy selection switch 1. Since it is turned to “L” by being turned off, there is no clock pulse b (that is, level “L”).
The output of the NAND gate 8 receiving the two inputs goes "H", so that the timer 9 is not triggered at this point.
【0068】そのため、タイマ9は依然として出力が
“L”である。ゆえに、このタイマ9の出力端子とシス
テム電源VDDとの間に接続される放電リレー38の付勢
コイルは電源VDDが印加されたままの状態で付勢され続
けており、従って、放電リレー38の接点は“開”の状
態のままである。そのため、整流回路22,インバータ
回路24,高圧整流回路25からなる主回路を経て供給
される高電圧直流により、エネルギ蓄積コンデンサ27
は充電状態に保たれる。Therefore, the output of the timer 9 is still "L". Therefore, the energizing coil of the discharge relay 38 connected between the output terminal of the timer 9 and the system power supply VDD continues to be energized while the power supply VDD is still applied. The contacts remain open. Therefore, the energy storage capacitor 27 is supplied by the high voltage DC supplied through the main circuit including the rectifier circuit 22, the inverter circuit 24, and the high voltage rectifier circuit 25.
Are kept charged.
【0069】つぎにエネルギ選択スイッチ1のスイッチ
LS1をオンしたとする。すると、エンコーダ2は“0
01”を出力することになり、前述同様に、対応する低
位の基準電圧が選ばれるが、先の充電によりエネルギ蓄
積コンデンサ27が前回の設定レベルでの電圧に充電さ
れていて電圧(エネルギレベル)が高いので、図1の構
成における分圧抵抗器28の帰還電圧が、今回選ばれた
基準電圧より高くなっている。そのため、インバータ回
路4は動作休止のままである。Next, it is assumed that the switch LS1 of the energy selection switch 1 is turned on. Then, the encoder 2 sets “0”
01 "is output, and the corresponding lower reference voltage is selected in the same manner as described above. However, since the energy storage capacitor 27 has been charged to the voltage at the previous set level by the previous charging, the voltage (energy level) Therefore, the feedback voltage of the voltage dividing resistor 28 in the configuration shown in Fig. 1 is higher than the reference voltage selected this time, and the operation of the inverter circuit 4 is suspended.
【0070】一方、エンコーダ2の出力“001”はコ
ンパレータ7のB入力端子の入力となり、前回操作時の
A入力端子入力である“101”と比較される。その結
果、“A>B”であるので、コンパレータ7はそのA>
B端子出力を“L”とする。そして、この“L”なるA
>B端子出力はインバータ5eで反転されて“H”とな
り、ナンド・ゲート8に入力される。On the other hand, the output "001" of the encoder 2 becomes the input of the B input terminal of the comparator 7, and is compared with "101" which is the input of the A input terminal at the time of the previous operation. As a result, since “A> B”, the comparator 7 determines that A> B
The B terminal output is set to “L”. And this "L" A
> B terminal output is inverted by inverter 5e to become "H" and input to NAND gate 8.
【0071】このとき、エネルギ選択スイッチ1のスイ
ッチLS1がオンであることからエンコーダ2のGS端
子出力aは“H”、インバータ5bの出力パルスbは
“H”となり、これとコンパレータ7におけるA>B端
子出力dをインバータ5eにより反転した出力eとのナ
ンド論理をとるナンド・ゲート8の出力は“L”とな
る。At this time, since the switch LS1 of the energy selection switch 1 is on, the output a of the GS terminal of the encoder 2 becomes "H" and the output pulse b of the inverter 5b becomes "H". The output of the NAND gate 8 which takes NAND logic with the output e obtained by inverting the output d of the B terminal by the inverter 5e becomes "L".
【0072】このナンド・ゲート8の出力はタイマ9に
入力され、当該タイマ9をトリガする。従って、タイマ
9は所定期間、“H”なるレベル(VDDのレベル)の所
定パルス幅のタイミングパルスgを出力し、放電リレー
38の付勢コイルに印加することから、放電リレー38
の付勢はなくなり、当該放電リレー38の接点38aは
“閉”となる。このようにして当該放電リレー38を休
止させ、接点を“閉”とする結果、エネルギ蓄積コンデ
ンサ27に並列に接続される放電抵抗29による放電回
路を閉路させ、これによってエネルギ蓄積コンデンサ2
7の電荷は放電される。The output of the NAND gate 8 is input to a timer 9 to trigger the timer 9. Accordingly, the timer 9 outputs a timing pulse g having a predetermined pulse width of the level “H” (the level of VDD) for a predetermined period and applies it to the energizing coil of the discharge relay 38.
, And the contact 38a of the discharge relay 38 becomes "closed". As a result, the discharge relay 38 is stopped, and the contact is closed. As a result, the discharge circuit formed by the discharge resistor 29 connected in parallel with the energy storage capacitor 27 is closed, whereby the energy storage capacitor 2 is closed.
The charge of 7 is discharged.
【0073】上記所定期間が経過するとタイマ9はタイ
ミングパルスgを“L”にするので、放電リレー38の
付勢コイルは再び付勢され、その接点は“開”となり、
再びエネルギ蓄積コンデンサ27に充電開始される。こ
こで、上述のタイミングパルスgは放電リレー38を付
勢を停止させてエネルギ蓄積コンデンサ27の放電回路
を確保するためのものであるから、エネルギ蓄積コンデ
ンサ27の充電電荷を大半、放電させる時間幅としても
良いが、再充電を行うわけであるから、エネルギの無駄
を最小限にし、充電レベルを目的のレベルに短時間に到
達させるようにするには、放電後のエネルギ蓄積コンデ
ンサ27の残留電荷量が変更した新たな設定値に近いレ
ベルにした方が良い。従って、これらの点を総合して勘
案して放電後の残留電荷量が最適目標値になるようなパ
ルス幅に、上述のタイミングパルスgを設定しておくよ
うにする。After the elapse of the predetermined period, the timer 9 sets the timing pulse g to "L", so that the energizing coil of the discharge relay 38 is energized again, and its contact becomes "open".
Charging of the energy storage capacitor 27 is started again. Here, the above-mentioned timing pulse g is for stopping the energization of the discharge relay 38 and securing the discharge circuit of the energy storage capacitor 27, and therefore, the time width during which most of the charge stored in the energy storage capacitor 27 is discharged. However, since recharging is performed, the residual charge of the energy storage capacitor 27 after discharging must be minimized in order to minimize waste of energy and to reach the target level in a short time. It is better to set the level close to the new set value with the changed amount. Therefore, the above-mentioned timing pulse g is set to a pulse width such that the residual charge amount after discharge becomes an optimum target value in consideration of these points.
【0074】このようにして、所定パルス幅分(タイマ
9のタイミングパルスgの幅分)、放電リレー38を不
動作にしてその接点(常閉接点)を閉とし、エネルギ蓄
積コンデンサ27の電荷を放電させ、その後、放電リレ
ー38を再び動作させて接点を開とし、再びエネルギ蓄
積コンデンサ27に充電開始させる。In this manner, the discharge relay 38 is deactivated for a predetermined pulse width (the width of the timing pulse g of the timer 9), the contact (normally closed contact) is closed, and the charge of the energy storage capacitor 27 is released. After that, the discharge relay 38 is operated again to open the contact, and the energy storage capacitor 27 is charged again.
【0075】インバータ駆動回路35Aはインバータ回
路24に対して起動、停止制御を行い、また、起動され
たインバータ回路24からは高電圧の交流が発生され
て、これは高圧整流回路25を介して直流化した後、エ
ネルギ蓄積コンデンサ27に与えるので、エネルギ蓄積
コンデンサ27の端子電圧はこの選ばれた基準電圧に対
応する値に向けて充電される。そして、該基準電圧に対
応する値まで充電された段階でインバータ駆動回路35
Aの制御により、充電動作は休止する。かくして、エネ
ルギ選択スイッチ1により行ったエネルギ設定に対応す
る電圧値にエネルギ蓄積コンデンサ27は充電されるこ
とになる。The inverter drive circuit 35 A controls the start and stop of the inverter circuit 24, and a high-voltage AC is generated from the started inverter circuit 24. After the conversion, the voltage is supplied to the energy storage capacitor 27, so that the terminal voltage of the energy storage capacitor 27 is charged toward a value corresponding to the selected reference voltage. Then, at the stage when the inverter driving circuit 35 is charged to a value corresponding to the reference voltage,
Under the control of A, the charging operation is stopped. Thus, the energy storage capacitor 27 is charged to a voltage value corresponding to the energy setting made by the energy selection switch 1.
【0076】また、エネルギ選択スイッチ1をオンにし
た際にパルス発生回路5を形成するインバータ5dから
発生したシングルのクロックパルスcでコンパレータ6
のA入力端子には“001”がセットされる。なお、図
示しないがタイマ9からのタイミングパルスgの出力期
間中はインバータ駆動回路35Aは動作禁止となるよう
に構成されている。When the energy selection switch 1 is turned on, the comparator 6 receives a single clock pulse c generated from the inverter 5d forming the pulse generation circuit 5.
Is set to "001" in the A input terminal of. Although not shown, the inverter driving circuit 35A is configured to inhibit the operation during the output period of the timing pulse g from the timer 9.
【0077】さらにエネルギ選択スイッチ1において、
例えば現在のスイッチLS1より高い設定レベルである
スイッチLS3を選ぶと、エンコーダ2の出力は“01
1”となり、コンパレータ7はA入力端子入力である
“001”と新規B入力端子入力である“011”と比
較する。そして、比較の結果、“A<B”となるのでコ
ンパレータ7は出力“H”であるので、既述のようにタ
イマ9は起動することはなく、従って、選ばれた基準電
圧に対応する電圧を発生するインバータ駆動回路35A
からの出力により、当該基準電圧に対応する値までエネ
ルギ蓄積コンデンサ27はその端子電圧を上昇させて充
電された後、インバータ駆動回路35Aは停止する。Further, in the energy selection switch 1,
For example, when the switch LS3 having a higher setting level than the current switch LS1 is selected, the output of the encoder 2 becomes “01”.
As a result, the comparator 7 compares "001" as the A input terminal input with "011" as the new B input terminal input, and as a result of the comparison, "A <B". H ", the timer 9 does not start as described above, and therefore, the inverter driving circuit 35A for generating a voltage corresponding to the selected reference voltage.
, The energy storage capacitor 27 is charged by increasing its terminal voltage to a value corresponding to the reference voltage, and then the inverter drive circuit 35A is stopped.
【0078】以上のようにしてエネルギ蓄積コンデンサ
27を所望のレベルに充電することができる。そして、
充電し終わると、レーザ照射可能な状態になる。この状
態でレーザ照射スイッチ36をオンすると、制御回路3
7はスイッチング素子31に対するゲート・トリガ・パ
ルスを発生し、またフラッシュ・ランプ32に対するイ
グニッション・パルスを発生させる。ゲート・トリガ・
パルスによりスイッチング素子31はオンし、これによ
り、エネルギ蓄積コンデンサ27に充電されたエネルギ
はフラッシュ・ランプ32に印加され、また、イグニッ
ション・パルスをトリガにしてフラッシュ・ランプ32
は放電する。そして、この放電による光は固体レーザ共
振ロッド33に入射し、ロッド内で光共振されてレーザ
光が励起される。As described above, the energy storage capacitor 27 can be charged to a desired level. And
When charging is completed, laser irradiation becomes possible. When the laser irradiation switch 36 is turned on in this state, the control circuit 3
7 generates a gate trigger pulse for the switching element 31 and an ignition pulse for the flash lamp 32. Gate trigger
The switching element 31 is turned on by the pulse, whereby the energy charged in the energy storage capacitor 27 is applied to the flash lamp 32, and the flash lamp 32 is triggered by the ignition pulse.
Discharges. Then, the light due to this discharge is incident on the solid-state laser resonance rod 33, and is optically resonated in the rod to excite the laser light.
【0079】レーザ光が励起されることにより、エネル
ギ蓄積コンデンサ27の電荷は失われるので、上述の動
作により再び設定値の電圧になるようにエネルギ蓄積コ
ンデンサ27の充電が実施される。Since the charge of the energy storage capacitor 27 is lost by exciting the laser beam, the energy storage capacitor 27 is charged to the voltage of the set value again by the above operation.
【0080】但し、レーザ光の発振が終り、エネルギ蓄
積コンデンサ27の充電電荷が失われた後は、再充電動
作に入った段階でまだエネルギ蓄積コンデンサ27の充
電がエネルギレベル選択スイッチによる設定値まで到達
していない段階で、当該エネルギレベル選択スイッチに
よる設定値を低位のレベルに変更した場合に、上述のよ
うな動作を実施してしまうと強制放電後の再充電量が多
くなり、エネルギの無駄と充電時間の無駄が生じる心配
がある。制御回路37は分圧抵抗器28によりエネルギ
蓄積コンデンサ27の電圧を監視しているので、変更後
の設定値がエネルギ蓄積コンデンサ27の電圧より低い
場合は、設定変更が上位レベルから低位レベルの変更で
あっても放電動作を実施しないようにタイマ9を制御す
る構成とすることも容易にできるので、充電時間がエネ
ルギレベル選択スイッチによる設定値変更操作に必要な
時間に比べて長いシステムである場合にはこのような対
策を講じるとなお、一層、便利である。However, after the oscillation of the laser beam ends and the charge stored in the energy storage capacitor 27 is lost, the charging of the energy storage capacitor 27 is still performed up to the value set by the energy level selection switch when the recharging operation is started. If the value set by the energy level selection switch is changed to a lower level at a stage where the energy is not reached, and the above-described operation is performed, the amount of recharge after forcible discharge increases, resulting in waste of energy. And there is a concern that the charging time is wasted. Since the control circuit 37 monitors the voltage of the energy storage capacitor 27 by the voltage dividing resistor 28, if the set value after the change is lower than the voltage of the energy storage capacitor 27, the setting is changed from the upper level to the lower level. However, since the timer 9 can be easily controlled so as not to perform the discharging operation, the charging time is longer than the time required for the setting value changing operation by the energy level selection switch. It is even more convenient to take such measures.
【0081】このように、所望のエネルギレベルを選択
設定する選択設定手段により、設定されたレベルに充電
回路を制御し、エネルギ蓄積コンデンサを所望の電圧値
に充電してレーザ発振源に与え、レーザ発振に供する装
置において、エネルギ蓄積コンデンサに放電用の回路を
設け、この放電用の回路をエネルギ蓄積コンデンサの充
電電圧(エネルギレベル)が選択設定手段により設定さ
れたレベルより高い時には選択設定手段の設定操作時に
所定時間動作させ、強制的に放電させてから充電制御に
移行するエネルギレベル選択回路を設けて構成したこと
から、レーザ発振エネルギ設定レベルの変更時にエネル
ギ蓄積コンデンサの電圧(エネルギレベル)が高い時は
強制的に放電回路を動作させて放電を行い、エネルギ蓄
積コンデンサの充電電圧レベルを下げた後に充電を行う
ように制御されることになり、これによって時間のかか
るエネルギ蓄積コンデンサの充電電圧レベル降下(エネ
ルギ放出)を短時間で終了させることができるようにな
り、迅速に所望のレベルにエネルギ蓄積コンデンサを充
電することができるようになる。従って、レベル設定操
作後、短時間でレーザ発振を実施させることが可能にな
り、使い勝手の良いレーザ装置が得られる。As described above, the selection circuit for selectively setting the desired energy level controls the charging circuit to the set level, charges the energy storage capacitor to a desired voltage value, and supplies the voltage to the laser oscillation source. In an apparatus provided for oscillation, a discharge circuit is provided in an energy storage capacitor, and the discharge circuit is set when the charge voltage (energy level) of the energy storage capacitor is higher than the level set by the selection setting means. An energy level selection circuit is provided for operating for a predetermined time during operation, forcibly discharging and then shifting to charge control, so that the voltage (energy level) of the energy storage capacitor is high when the laser oscillation energy setting level is changed. In this case, discharge is performed by forcibly operating the discharge circuit to charge the energy storage capacitor. Control is performed so that charging is performed after the voltage level has been lowered. This allows a time-consuming drop in the charging voltage level (energy release) of the energy storage capacitor to be completed in a short time, and thus can be completed quickly. The energy storage capacitor can be charged to a desired level. Therefore, laser oscillation can be performed in a short time after the level setting operation, and a laser device with good usability can be obtained.
【0082】なお、本発明は上記した実施例に限定する
ことなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものである。また、上記実施例ではタイミン
グパルスgによるエネルギ蓄積コンデンサ27の強制放
電にあたり、エネルギ蓄積コンデンサ27の充電電荷が
大半放電されてしまう事態も考えられ、このような場合
に再充電にあたってのロスが大きい。これを改善するに
は、最低エネルギレベルに設定した基準電圧と分圧抵抗
28からの帰還電圧をアナログコンパレータICを用い
て比較し、後者が前者より大きい時、論理レベル“H”
の信号を出力するように構成しておき、更にはこれとタ
イマ9の出力するタイミングパルスgとをアンドゲート
によりアンドをとり、その出力で放電リレー38を制御
するように構成する。このとき、タイミングパルスgの
幅は大きく、一定としておく。このようにすれば、帰還
電圧が基準電圧より高い間のみ、エネルギ蓄積コンデン
サ27の充電電荷を放電することになり、該コンデンサ
27の再充電での時間ロスがなくなる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention. Further, in the above-described embodiment, when the energy storage capacitor 27 is forcibly discharged by the timing pulse g, there may be a case where most of the charge stored in the energy storage capacitor 27 is discharged. In such a case, a loss in recharging is large. To improve this, the reference voltage set to the lowest energy level is compared with the feedback voltage from the voltage dividing resistor 28 using an analog comparator IC. When the latter is larger than the former, the logic level is "H".
, And the timing pulse g output from the timer 9 is ANDed by an AND gate, and the output is used to control the discharge relay 38. At this time, the width of the timing pulse g is large and fixed. By doing so, the charge stored in the energy storage capacitor 27 is discharged only while the feedback voltage is higher than the reference voltage, and the time loss in recharging the capacitor 27 is eliminated.
【0083】[0083]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
高いエネルギレベルの設定状態で、低いエネルギレベル
の設定に変更した際に、遅滞なくそのエネルギレベルに
充電電位を変更できるから、レベル設定操作後、短時間
でレーザ発振を実施させることが可能になるなど、使い
勝手の良いレーザ装置が得られる。As described above in detail, according to the present invention, when the setting is changed to the low energy level in the setting state of the high energy level, the charging potential can be changed to that energy level without delay. After the level setting operation, it is possible to perform laser oscillation in a short time, so that an easy-to-use laser device can be obtained.
【図1】本発明の実施例を説明するための図で、パルス
レーザ装置のブロック図。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is a block diagram of a pulse laser device.
【図2】本発明の実施例を説明するための図であって、
図1におけるエネルギレベル選択回路の詳細図。FIG. 2 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a detailed diagram of an energy level selection circuit in FIG. 1.
【図3】本発明の実施例を説明するための図であって、
図2の回路の動作時のタイミングチャート。FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
3 is a timing chart during operation of the circuit in FIG. 2.
【図4】従来例を説明するための図で、一般的パルスレ
ーザ装置のブロック図。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional example, and is a block diagram of a general pulse laser device.
1…エネルギレベル選択スイッチ 2…エンコーダ 3…デコーダ 4…ラッチ回路 5…パルス発生回路 6…Dラッチ 7…コンパレータ 8…ナンドゲート 9…タイマ 21…商用交流電源 22…整流回路 23…補助直流電源 24…DC/ACインバータ回路 25…高電圧整流回路 26…充電電流抑制抵抗器 27…エネルギ蓄積コンデンサ 28…分圧抵抗器 29…放電抵抗器 30…インダクタンス 31…スイッチング素子 32…フラッシュ・ランプ 33…固体レーザ共振ロッド 34,34A…エネルギレベル選択回路 35,35A…インバータ駆動回路 36…レーザ照射スイッチ 37…制御回路 38…放電リレー 38a…放電リレーの接点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Energy level selection switch 2 ... Encoder 3 ... Decoder 4 ... Latch circuit 5 ... Pulse generation circuit 6 ... D latch 7 ... Comparator 8 ... Nand gate 9 ... Timer 21 ... Commercial AC power supply 22 ... Rectifier circuit 23 ... Auxiliary DC power supply 24 ... DC / AC inverter circuit 25 ... High voltage rectifier circuit 26 ... Charging current suppressing resistor 27 ... Energy storage capacitor 28 ... Voltage dividing resistor 29 ... Discharge resistor 30 ... Inductance 31 ... Switching element 32 ... Flash lamp 33 ... Solid state laser Resonant rods 34, 34A Energy level selection circuit 35, 35A Inverter drive circuit 36 Laser irradiation switch 37 Control circuit 38 Discharge relay 38a Discharge relay contact
Claims (2)
択設定手段により、設定されたレベルに充電回路を制御
し、エネルギ蓄積コンデンサを所望の電圧値に充電して
レーザ発振源に与え、レーザ発振に供するレーザ装置に
おいて、 エネルギ蓄積コンデンサに放電用の回路を設けると共
に、前記選択設定手段による設定レベルを現在の設定レ
ベルより低いレベルに設定変更するとき、前記放電用の
回路を所定時間動作させ、強制放電させる第1の機能お
よび強制放電終了後、充電制御に移行するように制御す
る第2の機能とを有するエネルギレベル選択制御手段と
を設けて構成することを特徴とするレーザ装置。1. A charge setting circuit for selecting and setting a desired energy level controls a charging circuit to a set level, charges an energy storage capacitor to a desired voltage value, and supplies the charged voltage to a laser oscillation source. In the laser device to be provided, a discharge circuit is provided in the energy storage capacitor, and when the setting level set by the selection setting means is changed to a level lower than the current setting level, the discharging circuit is operated for a predetermined time to force the discharge circuit to operate. A laser device comprising: an energy level selection control unit having a first function of discharging and a second function of controlling to shift to charge control after completion of forced discharge.
ルを検出する検出手段と、所望のエネルギレベルを選択
設定する選択設定手段とを有し、この選択設定手段にて
設定されたレベルに充電回路を制御しつつ、前記検出手
段による検出出力を監視しながら、エネルギ蓄積コンデ
ンサを所望の電圧値に充電し、この充電したエネルギを
レーザ発振源に与えてレーザ発振に供するレーザ装置に
おいて、 エネルギ蓄積コンデンサに放電用の回路を設けると共
に、この検出手段の検出出力を用いて前記選択設定手段
による設定レベルに対するエネルギ蓄積コンデンサのエ
ネルギレベルの差を検知し、エネルギ蓄積コンデンサの
充電電圧が選択設定手段により設定されたレベルより高
い時には、前記放電用の回路を所定時間動作させ、強制
放電させる機能および強制放電終了後、充電制御に移行
するように制御する機能とを有するエネルギレベル選択
制御手段とを設けて構成することを特徴とするレーザ装
置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: detecting means for detecting an energy level of the energy storage capacitor; and selecting and setting means for selecting and setting a desired energy level. The charging circuit is controlled to the level set by the selecting and setting means. In addition, while monitoring the detection output by the detection means, the energy storage capacitor is charged to a desired voltage value, and the charged energy is supplied to a laser oscillation source for laser oscillation. And detecting the difference between the energy level of the energy storage capacitor and the level set by the selection setting means using the detection output of the detection means, and setting the charging voltage of the energy storage capacitor to the level set by the selection setting means. When the voltage is higher, the discharge circuit is operated for a predetermined time to perform a forced discharge. After capacity and forced discharge end, a laser device, characterized in that constructed by providing an energy level selection control means and a function of controlling so as to shift the charging control.
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| JP5259840A JP2588361B2 (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Laser device |
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Family Applications (1)
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1993
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