DE3939309A1 - Einen laserstrahl erzeugende baueinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine, einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit und insbesondere einen Steuerschaltkreis zum Einstellen der Lichtstärke der Laserstrahlung auf einen op­ timalen Wert.

Eine, einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit ist in einem Laserdrucker eingebaut und es wird ein Laserstrahl von ei­ ner Halbleiterlaserdiode auf eine fotoempfindliche Fläche gerichtet, um auf dieser Bilder zu erzeugen. Der Laser­ strahl muß während der Bilderzeugung stabilisiert werden und aus diesem Grund ist der Halbleiterlaserdiode ein sta­ bilisierender Schaltkreis zugeordnet. Die Intensität der Laserstrahlung wird üblicherweise durch einen Steuer- oder Einstell-Schaltkreis auf den optimalen Wert eingestellt.

In die Fig. 1 ist ein typisches Beispiel für den Laserdruc­ ker dargestellt, der weitgehend aus einer, einen Laser­ strahl erzeugenden Baueinheit 1 und einer bilderzeugenden Baueinheit 2 besteht. Die den Laserstrahl erzeugenden Bau­ einheit 1 hat eine Laserdiodenbaueinheit 3, die durch eine Kombination aus einer fotoemittierenden Diode 4 und einer fotodetektierenden Diode, einem stabilisierenden Schaltkreis 6, der mit der Kathode der fotoemittierenden Diode 4 ver­ bunden ist, einer fotodetektierenden Diode 7, die zwischen einer Quelle mit positivem Spannungspegel und stabilisie­ rendem Schaltkreis 6 angeordnet ist, und einem Varistor 8, der zwischen der Anode der Diode 7 und Masse liegt. Die bilderzeugende Baueinheit 2 hat eine Kollimatorlinse 9, die im optischen Weg des von der fotoemittierenden Diode 4 ab­ gestrahlten Laserstrahls angeordnet ist und der optische Strahl wird zu einem Strahlverteiler 10 geleitet. Der Strahlverteiler 10 leitet einen wesentlichen Teil des opti­ schen Strahls zu einem drehbaren Polygonspiegel 11, der es ermöglicht, daß der optische Strahl zur Bilderzeugung auf eine fotoempfindliche Einheit 12 auftrifft. Der wesentliche Teil des optischen Strahl wird im folgenden als "Bilderzeu­ gungsstrahl" bezeichnet. Der restliche Teil des optischen Strahls wird auf eine Kondensorlinse 13 reflektiert und wird dann auf die fotodetektierenden Diode fokussiert. Der restliche Teil des optischen Strahl wird im folgenden als "Monitorstrahl" bezeichnet.

Der stabilisierende Schaltkreis 6 hat einen Pufferverstär­ ker 14, dessen Eingang mit der Anode der fotodetektierenden Diode 7 verbunden ist, einen Komparator 15 und einen Strom­ antriebsschaltkreis 16, der mit der Kathode mit der foto­ emittierenden Diode 4 verbunden ist, und der Komparator 15 ist weiterhin mit seinem nichtphasendrehenden Knotenpunkt mit dem Ausgang des Pufferverstärkers 14 verbunden. Der phasendrehende Knotenpunkt des Komparators 15 wird mit ei­ nem Analogsignal gespeist, dessen Spannungspegel die Größe der Lichtstärke angibt, die für das Erzeugen der Bilder notwendig ist. Insbesondere wenn das System aktiviert wird und dann das Analogsignal auf den phasendrehenden Schnitt­ punkt des Komparators 15 gegeben wird, wird der Spannungs­ pegel an den nichtphasendrehenden Schnittpunkt mit dem Ana­ logsignal verglichen, und der Komparator 15 erzeugt ein Steuersignal, welches den Spannungspegel zwischen dem nichtphasendrehenden und dem phasendrehenden Schnittpunkt und dem Stromantriebsschaltkreis 16 angibt. Der Stroman­ triebsschaltkreis 16 erzeugt einen Strom, der im wesentli­ chen proportional zur Größe des Steuersignals ist, und der Antriebsstrom wird vom Antriebsstromschaltkreis 16 auf die fotoemittierende Diode 4 gegeben. Da die Lichtstärke pro­ portional zur Höhe des zugeführten Stromes ist, erhöht die fotoemittierende Diode die Lichtstärke des optischen Strahls und entsprechend wird der somit auch in seiner Lichtstärke erhöhte Monitorstrahl einen Anstieg des in der fotodetektierenden Diode erzeugten Stromes bewirken. Der so erhöhte Strom wird durch den Varistor 8 in eine Spannung mit höherem Pegel umgewandelt und der höhere Spannungspegel bewirkt, daß das Steuersignal in seinem Spannungsniveau vom Komparator 15 gesenkt wird, wodurch wiederum bewirkt wird, daß der Stromantriebsschaltkreis den Antriebsstrom senkt. Der Antriebsstrom wird zur fotoemittierenden Diode 4 zu­ rückgeführt. Somit ist für die fotoemittierende Diode 4 eine Rückkopplungsschleife vorgesehen und die Lichtstärke wird für die Bilderzeugung stabilisiert.

Bei der bekannten, einen Laserstrahl erzeugenden Baueinheit tritt jedoch das Problem auf, daß die fotoemittierende Di­ ode 4 beim Einstellen der maximalen Lichtstärke als optima­ lem Wert leicht zerstört wird, da vom Stromantriebsschalt­ kreis 16 ein Überstrom zugeführt wird. Im einzelnen wird die Einstellung durch Verändern des Widerstandes des Vari­ stors 8 und der Überwachung des Stromes, der von der foto­ detektierenden Diode 5 erzeugt wird, ausgeführt. Wenn je­ doch der Antriebsstrom den zulässigen Wert bei der Einstel­ lung überschreitet, wird die Übergangszone in der fotoemit­ tierenden Diode unterbrochen und demgemäß ist die fotoemit­ tierende Diode zerstört. Die Einstellung nach dem Ein­ schaltvorgang ist weiterhin Ursache für verschiedene Stö­ rungen.

Wie vorstehend beschrieben, ist der Monitorstrahl von an der fotoemittierenden Diode abgestrahlten optischen Strahl abgetrennt und der Monitorstrahl liegt im Bereich von 20% 50% des originaloptischen Strahls. Ein derartig hoher Prozentsatz ist für einige fotoempfindliche Einheiten 12 nicht erforderlich, es muß jedoch zwischen Fotoempfindlich­ keit und Entwicklungseigenschaften eine Einschränkung ge­ macht werden. In der Tat braucht ein fotoempfindliches Ma­ terial einen bilderzeugenden Strahl der fünfmal so stark ist wie bei einem anderen fotoempfindlichen Material. Ab­ hängig vom Material der empfindlichen Baueinheit 12 ver­ schlechtert der Monitorstrahl dann die Bilder.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine, einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit zu schaffen, die ohne Überwachung der Lichtstärke des an der fotoemittieren­ den Diode erzeugten optischen Strahls einstellbar ist, und die für jedes fotoempfindliche Material geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine einen Laser­ strahl erzeugende Baueinheit gelöst, die aufweist a) eine Laserelementeinheit mit einem fotoemittierenden Element zum Abstrahlen eines Laserstrahls, das einem fotodetektierenden Element zugeordnet ist, um ein Stromsignal zu erzeugen, welches für eine Lichtstärke des Laserstrahls repräsentativ ist, wobei das Stromsignal einen Stromwert hat, b) eine Konvertereinrichtung zum Umwandeln des Stromsignals in ein Spannungssignal, das einen Maximalwert hat, wobei die Kon­ vertereinrichtung mehrere Widerstandselemente, die parallel zu einer Konstantspannungsquelle geschaltet sind und Wähl­ glieder hat, die den Widerstandselementen zugeordnet sind, um die Widerstandselemente wahlweise mit dem fotodetektie­ renden Element zu koppeln, wobei der Gesamtwiderstand der Widerstandselemente, die an das fotodetektierende Element gekoppelt sind, durch Teilen des Maximalwertes durch den Stromwert, der einer optimalen Lichtstärke entspricht ent­ schieden wird, und c) Steuermittel, die auf das Spannungs­ signal ansprechen und den Laserstrahl so einstellt, daß dieser die optimale Lichtstärke hat.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit a) eine Laser­ diode mit Vorder- und Rückseite, an denen jeweils ein La­ serstrahl abgegeben wird, b) eine fotodetektierende Diode vom p-i-n-Typ, die der Laserdiode zugeordnet ist, um in Kombination eine Laserbaueinheit zu bilden, wobei die p-i-n-fotodetektierende Diode auf die Rückseite der Laser­ diode gerichtet ist, um ein Stromsignal zu erzeugen, dessen Stromhöhe die Lichtstärke des an der Rückseite abgestrahl­ ten Laserstrahls angibt, wobei die Lichtstärke des an der Rückseite der Laserdiode abgestrahlten Laserstrahls zur Lichtstärke des an der Vorderseite abgestrahlten Laser­ strahls einen Bezug hat, c) einen Varistorschaltkreis, der zwischen der p-i-n-fotodetektierenden Diode und einer Kon­ stantspannungsquelle geschaltet ist, und im Betrieb das Stromsignal in ein Spannungssignal umwandelt, wobei das Spannungssignal den Maximalwert hat, der Varistorschalt­ kreis mehrere parallel zueinander geschaltete Widerstände hat, wobei zwischen den Widerständen und der Konstantspan­ nungsquelle eine erste Verbindungsleitung geführt ist, eine zweite Verbindungsleitung zur p-i-n-fotodetektierenden Di­ ode führt, und Kupplungsglieder vorgesehen sind, um wahl­ weise die Widerstände und die zweite Verbindungsleitung zu verbinden, wobei der Gesamtwiderstand der mit der zweiten Verbindungsleitung verbundenen Widerstandselemente durch Teilen des Maximalwertes durch einen Stromwert entsprechend einer optimalen Lichtstärke ermittelt wird; und d) eine Rückkopplungsschleife, die zwischen den Varistorschaltkreis und der Laserdiode liegt und dazu dient, die Lichtstärken der Laserstrahlen in Abhängigkeit vom Spannungssignal zu steuern.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schaltkreis einer Anordnung für einen Laserdrucker gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 einen Schaltkreis für eine, einen Laserstrahl er­ zeugende Baueinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3A bis 3D zahlreiche Laserdioden, von denen eine in die einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit gemäß Fig. 2 eingebaut ist;

Fig. 4 Schalteinheiten, die zugeordnet zu einer gewerte­ ten Widerstandsanordnung vorgesehen sind, welche in dem einen Laserstrahl erzeugenden System gemäß Fig. 2 eingebaut sind; und

Fig. 5 einen Schaltkreis für eine andere einen Laser­ strahl erzeugende Baueinheit gemäß der vorliegenden Erfin­ dung.

Wie als erstes aus der Fig. 2 zu ersehen ist, hat eine einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit weitgehend eine La­ serdiodenbaueinheit 21, einen stabilisierenden Schaltkreis 22 und einen einstellenden Schaltkreis 23. Obwohl zugeord­ net zu der Laserdiodeneinheit eine bilderzeugende Einheit vorgesehen ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet, da die bilderzeugende Baueinheit mit Ausnahme des Strahlverteilers 10 und der Kondensorlinse 13 ähnlich wie die Anordnung, wie in der Fig. 1 dargestellt, ausgebildet ist.

Die Laserdiodeneinheit 21 hat eine fotoemittierende Diode 24 und eine fotodetektierende Diode 25 die paarweise zuein­ ander angeordnet sind, und die fotodetektierende Diode 25 ist eine Diode vom Typ p-i-n. Die fotoemittierende Diode 24 hat Vorder- und Rückseiten, an denen jeweils Laserstrahlen abgegeben werden. Die Laserdiodeneinheit 21 wie der Laser­ diode und der zugeordneten p-i-n-fotodetektierenden Diode 25 ist auf dem Markt erhältlich und ein Überwachungsstrom, der in der p-i-n-fotodetektierenden Diode 25 erzeugt wird, wird als ein Maßstab für die Lichtstärke des vorderen La­ serstrahl verwendet. Die Vorderseite ist der bilderzeu­ genden Einheit zugewandt und die Rückseite ist der fotode­ tektierenden Diode 25 zugewandt. Die Laserdiodeneinheit 21 hat die in der Fig. 3D dargestellte Form die Laserdioden­ einheit 21 kann jedoch durch eine der Einheiten, die je­ weils in den Fig. 3A bis 3C dargestellt sind, ersetzt wer­ den. In diesen Figuren sind die fotoemittierenden Dioden und die fotodetektierenden Dioden jeweils durch die glei­ chen Bezugsziffern wie die der Einheit 21, bezeichnet. Bei diesem Beispiel ist die fotoemittierende Diode 24 mit ihrer Kathode an Masse gelegt und die fotodetektierende Diode 25 ist mit ihrer Kathode an eine Spannungsquelle mit positivem Spannungspegel gelegt.

Der stabilisierende Schaltkreis 22 hat einen Verstärker­ schaltkreis 27, einen Komparatorschaltkreis 28 und einen Strom-Antriebsschaltkreis 29, die zwischen der Kathode der fotodetektierenden Diode 25 und der Kathode der fotoemit­ tierenden 24 in Reihe geschaltet sind. Die fotodetektie­ rende Diode 25 erzeugt ein Detektorsignal, welches die Lichtintensität des Laserstrahls angibt, und die Höhe des Monitorstroms zeigt die Lichtstärke des Laserstrahls an, der an der Rückseite der fotoemittierenden Diode 24 abgege­ ben wird. Da die Lichtstärke des Laserstrahls, welcher an der Rückseite abgestrahlt wird, proportional zur Licht­ stärke des an der Vorderseite abgestrahlten Laserstrahls ist, ist der Monitor-Strom indirekt ein Zeichen für die Lichtstärke des an der Vorderseite abgestrahlten Laser­ strahls.

Der Einstellschaltkreis 23 hat zwei Gruppen von Wider­ standselementen R 11 bis R 20 und R 21 bis R 24, die parallel zur Masse geschaltet sind und die Widerstandselemente R 11 bis R 20 und R 21 bis R 24 sind an ihren anderen Enden mit den Schaltelementen SW 11 bzw. SW 24 verbunden. Die Schaltele­ mente SW 11 bis SW 20 sind weiterhin in Reihe geschaltet, so daß im Operator die Schaltelemente SW 11 bis SW 20 zum Verän­ dern des Widerstandes einer ersten Widerstandsreihe 30 be­ stehend aus den Widerstandselementen R 11 bis R 20, betätigt. Insbesondere wenn das Schaltelement SW 16 ausgeschaltet ist, werden die Widerstände der Widerstandselemente R 16 bis R 20 vom Gesamtwiderstand, der am Schnittpunkt N 10 anliegt, ab­ gezogen.

Auf ähnliche Art und Weise sind die Schaltelemente SW 21 bis SW 24 in Reihe geschaltet und eines der Schaltelemente SW 21 bis SW 24, wie beispielsweise SW 22 wird so betätigt, daß der Gesamtwiderstand der zweiten Widerstandsreihe 31 bestehend aus den Widerstandselementen R 21 bis R 24 bestimmt ist. Der Gesamtwiderstand der zweiten Widerstandsreihe 31 wird eben­ falls an den Schnittpunkt N 10 gelegt.

Zwei weitere Widerstandselemente R 25 und R 26 sind mit der Masse in Reihe geschaltet und das Widerstandselement R 26 ist ein Varistor. Der Gesamtwiderstand der beiden Wider­ stände R 25 und R 26 ist ebenfalls mit dem Schnittpunkt N 10 verbunden. Der Widerstand des Widerstandselementes R 25 be­ trägt ungefähr 680 Ohm und der Varistor R 26 ist üblicher­ weise auf ungefähr 680 Ohm eingestellt. Die Reihenschaltung der Widerstände R 25 und R 26 ist nicht durch einen Schalter ergänzt, so daß der Gesamtwiderstand TRmin immer an den Schnittpunkt N 10 angelegt ist. Auf der anderen Seite ist der Gesamtwiderstand TRv der ersten und zweiten Wider­ standsreihen 30 und 31 in Abhängigkeit von den Schaltele­ menten im ausgeschalteten Zustand abhängig und die Summe der Gesamtwiderstände TRmin und TRv wird an den Schnitt­ punkt N 10 gelegt und demgemäß an den Eingangspunkt des Ver­ stärkerschaltkreises 27 gelegt. Der Monitor-Strom, der in der fotodetektierenden Diode 25 erzeugt wird, passiert den Einstellschaltkreis 23, dann wird der Spannungspegel an der Eingangsklemme des Verstärkerschaltkreises 27 in Abhängig­ keit von der Höhe des in der fotodetektierenden Diode 25 erzeugten Monitorstroms variiert. Bei diesem Beispiel wer­ den die Schaltelemente SW 11 bis SW 20 und SW 21 bis SW 24 durch DIP-Schalteinheiten 32 und 33, wie in der Fig. 4 dar­ gestellt, bewerkstelligt. Die DIP-Schalteinheit 32 hat zehn Schaltelemente SW 11 bis SW 20 und die DIP-Schalteinheit 33 hat vier Schaltelemente SW 21 bis SW 24.

Jedes der Widerstandselemente R 11 bis R 20 hat einen gewis­ sen Widerstandswert, der ermöglicht, daß ein Teil des Moni­ tor-Stroms von ungefähr 0,1 Milliampere durchgeht und auf der andere Seite hat jedes Widerstandselement R 21 bis R 24 einen Widerstand für einen Teil des Monitorstroms von unge­ fähr 1,0 Milliampere. Bei dem vorliegenden Beispiel hat je­ des der Widerstandselemente R 11 bis R 20 einen Widerstands­ wert von ungefähr 10 Kiloohm, und jedes Widerstandselement R 21, R 22, R 23 und R 24 ungefähr von 1 Kiloohm. Somit ist je­ des der Widerstandselemente R 11 bis R 20 zehnmal so groß be­ züglich seines Widerstandswertes als jedes Widerstandsele­ ment R 21, R 22, R 23 oder R 24 und anders ausgedrückt jedes Widerstandselement der DIP-Schalteinheit 32 wird mit Bezug auf jedes Widerstandselement der DIP-Schalteinheit 33 mit dem Faktor 10 bewertet. Da die Widerstandselemente R 11 bis R 20 und R 21 bis R 24 so mit vorbestimmten Widerstandswerten versehen sind, kann der Operator wahlweise die DIP-Schalt­ einheiten 32 und 33 betätigen, um den Gesamtwider­ stand an dem Schnittpunkt und demgemäß dem Spannungspegel am Eingang des Verstärkerschaltkreises 27 auf optimale Werte jeweils einzustellen, und zwar unter Berücksichtigung der Höhe des angeforderten Monitorstroms. Wenn der erfor­ derliche Monitorstrom ungefähr 2,5 Milliampere ist, sollten das zweite Schaltelement SW 22 sowie das sechste Wider­ standselement SW 16 ausgeschaltet sein.

Das Analogsignal ANL, welches dem nichtphasenverschobenen Schnittpunkt zugeführt wird, hat den maximalen Spannungs­ wert, der am Schnittpunkt N 10 auf den maximalen Spannungs­ pegel V 0 eingestellt ist. Da der maximale Monitorstromwert der maximalen Lichtstärke des von der Laserdiode 24 erzeug­ ten Laserstrahls zugeordnet ist, zeigt der maximale Span­ nungswert des Analogsignals ANL den zulässigen Stromwert an, welcher der Laserdiode 24 zugeführt werden soll. Die einzelne Laserdiodeneinheit hat eine Unregelmäßigkeit, die in Bereichen von I _min bis I _max liegend angenommen wird. Wenn die tatsächlich vorhandene Laserdiodeneinheit 21 den Strom entsprechend dem Wert I _min erzeugt, ist der Gesamtwi­ derstand R 0, der an den Schnittpunkt N 10 angelegt werden soll, durch die Gleichung 1 gegeben:

R 0=V 0/I _min (Gleichung 1)

Die Zahl n der notwendigen Widerstandselemente des Ein­ stellschaltkreises 23 wird jedoch wie im folgenden berech­ net:

R 0 /n = V 0/I _max (Gleichung 2)

Der durch R 0×n gegebene Gesamtwiderstand wird durch den Einstellschaltkreis 23 erzeugt und an den Schnittpunkt N 10 angelegt, um den Spannungspegel V 0 zu erzeugen. Die Wider­ standselemente R 21 bis R 24 sind für die Großeinstellung ge­ eignet und aus diesem Grund sind (n-1) Widerstandsele­ mente, die jeweils einen großen Widerstand aufweisen bei dem vorliegenden Beispiel mit dem Schnittpunkt N 10 verbun­ den. Der verbleibende Widerstand wird durch die m-Wider­ standselemente R 11 bis R 20 geteilt, die für eine genaue Einstellung parallel geschaltet sind, und m ist kein Wert, der die Anzahl der Spalte zwischen den Kombinationen von R 0 und (R 0/2), (R 0/2) und (R 3/3), . . ., (R 0/(n-1)) und (R 0/n) angibt, wobei n eine ganze Zahl nicht unter zwei ist.

Bei diesem Beispiel beträgt V 0 1 Volt, I _min 1 Milliampere, I _max 5 Milliampere, R 0 1 Kiloohm, (n-1) 4 und n 10, und je­ des der zehn Widerstandselemente R 11 bis R 20 hat den Wider­ standswert von 10 Kiloohm gemäß dem Wert von m. Diese An­ ordnung erlaubt, daß der Einstellschaltkreis die präzise Einstellung mit einer geringen Stromhöhe von 0,1 Milliam­ pere als Einheit durchführen kann.

Bei diesem Beispiel wird eines der (n-1) großen Wider­ standselemente durch die Reihenschaltung der Widerstands­ elemente R 25 und R 26 ersetzt, so daß die Einstellung mit einem extrem geringen Widerstandswert weniger als 0,1 Milliampere als Einheit durchgeführt werden kann. Das Vor­ sehen der Reihenschaltung ist weiterhin bezüglich der Ab­ sorption von Unregelmäßigkeiten von Vorteil, die bei der bilderzeugenden Einheit infolge von beispielsweise Transpa­ renz auftreten. Wenn die Lichtstärke, welche auf die emp­ findliche Einheit trifft, außerhalb des Regelwertes im Be­ reich von +/- 10% liegt, ist die Unregelmäßigkeit für das in der Fig. 2 dargestellte Laserdruckersystem nicht vorhan­ den.

Somit ist das einen Laserstrahl erzeugende System gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Unregelmäßigkeit der Laser­ diodeneinheit 21 angesprechend, indem die DIP-Schalteinhei­ ten 32 und 33 betätigt werden und aus diesem Grund ist die Einstellung für den Operator leicht. Die kleine Anzahl der Baueinheiten des Schaltkreises und Bauelemente ist für die Miniaturisierung der einen Laserstrahl erzeugenden Bauein­ heit von Vorteil und demgemäß ist diese leicht herzustel­ len. Dies führt außerdem zu einer Verringerung der Produk­ tionskosten.

Zweite Ausführungsform

Fig. 5 zeigt den Schaltkreis einer anderen Laserdiodenein­ heit gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der ersten Aus­ führungsform ist der Pufferverstärkerschaltkreis 27 der Vi­ deopufferverstärker mit einem Verstärkungsgrad 1, und aus diesem Grund wird eine Hochgeschwindigkeits-Rückkopplungs­ operation beim Emittieren der Laserstrahlen mit einer ge­ ringen Strommenge kaum erzielt, da der Gesamtwiderstand des Einstellschaltkreises bezogen auf die Veränderung des Stro­ mes, der in der fotodetektierenden Diode 21 erzeugt wird, zu groß ist.

Die in der Fig. 5 gezeigte Laserdiode beseitigt jedoch die bei der ersten Ausführungsform auftretenden Schwierigkei­ ten, da der Pufferverstärkerschaltkreis 27 durch einen Dif­ ferential-Puffer-Verstärkerschaltkreis 51 ersetzt ist. Der Differential-Puffer-Verstärkerschaltkreis 51 ist mit zwei Eingangspunkten IN 1 und IN 2 sowie zwei Ausgangspunkten OUT 1 und OUT 2 versehen und der Unterschied des Spanungspegels zwischen den beiden Eingangspunkten IN 1 und IN 2 ist durch wahlweises Vorsehen eines eingebauten Widerstandes ein­ stellbar. Wenn der Eingangspunkt IN 2 mit einer Spannungs­ quelle 52 mit konstanten Spannungspegel verbunden ist, ist der Verstärkungsfaktor zwischen dem Eingangspunkt IN 1 und dem Ausgangspunkt OUT 2 größer als "1". Die Wellenformen WF 1 und WF 2 an den Ausgangspunkten OUT 1 und OUT 2 sind in der Fig. 5 dargestellt und die strichpunktierten Linien DD 1 und DD 2 zeigen den Spannungspegel von ((+V 1)/2 + Verschiebe­ wert). Wenn nun davon ausgegangen wird, daß der Unterschied des Spannungspegels zwischen den Eingangspunkten IN 1 und IN 2 durch Δ V repräsentiert ist, folgen die Wellenform WF 1 und WF 2 den Spannungspegeln von (Av/2)×(Δ V) und (-Av/2)×(Δ V). Durch den Differentialverstärkerschaltkreis 51 kann die Veränderung des Spannungspegels am Punkt N 20 in­ nerhalb eines kleinen Bereiches absinken und es wird in ei­ nem stabilisierenden Schaltkreis 53 eine Hochgeschwindig­ keitsoperation erzielt. Der stabilisierende Schaltkreis 53 hat weiterhin einen Komparatorschaltkreis 54, einen Pegel­ schieber-Schaltkreis 55 und einen Pufferschaltkreis 56, der durch einen Spannungsfolger gebildet ist. Der Pufferschalt­ kreis 56 wird mit einem Analogsignal mit der Wellenform WF 3 an seinem nichtphasenverschobenen Punkt gespeist und arbei­ tet so, daß das Analogsignal gegenüber dem Rückkopplungssi­ gnal des Pegelschieber-Schaltkreises 55 geschützt wird. Die Wellenform des Ausgangssignals am Pufferschaltkreis 56 ist in der Fig. 5 durch WF 4 dargestellt. Der Pegelschieber- Schaltkreis 55 dient dazu, das Ausgangssignal des Puffer­ schaltkreises 56 in seiner Polarität umzuwandeln und dessen Spannungspegel zu verschieben, um das Signal an ein Rück­ kopplungssignal anzupasssen, welches von dem Ausgangspunkt OUT 2 wie durch die Wellenform WF 5 angedeutet, zugeführt wird, und die strichpunktierte Linie DD 3 zeigt den Span­ nungspegel (Voffset × (1+R 2/R 1)) an. Im einzelnen wird der Spannungspegel des Ausgangssignals des Pufferschaltkreises umgekehrt und verstärkt entsprechend der folgenden Glei­ chung 3:

Av = -R 2/R 1 (Gleichung 3)

mit Av ist gleich dem Spannungspegel, der durch den Pegel­ schieber 55 verstärkt ist. Der Verschiebespannungspegel Voffset wird jedoch in nichtphasenverschobener Art ver­ stärkt. Der Pegelschieber-Schaltkreis 55 ist einem Ver­ schiebe-Trimmer RT und der Verschiebetrimmer wird für die Veränderung der Mindestlichtstärke der Laserdiode 24 ver­ wendet.

Der Spannungspegel am Ausgangspunkt OUT 2 wird an den Um­ kehrpunkt des Komparatorschaltkreises 54 gelegt und der Um­ kehrpunkt ist an den Ausgangspunkt des Pegelschieber- Schaltkreises 55 gelegt. Dann bewirkt der Unterschied des Spannungspegels zwischen dem nichtphasenverschobenen Punkt und dem phasenverschobenen Punkt daß der Komparatorschalt­ kreis 54 ein Steuerspannungssignal erzeugt und das Steuer­ spannungssignal wird durch einen dipolaren Transistor 57 in ein Stromsignal umgewandelt. Somit wird die Höhe des an die Laserdiode 24 angelegten Stromes durch den stabilisierenden Schaltkreis stabilisiert. Dem Differentialverstärker 51 sind zwei Gruppen Wider­ standselemente R 31 bis R 40, R 41 bis R 42 zugeordnet, die durch einen vorbestimmten Faktor gewichtet sind. Die Wider­ standselemente R 31 bis R 42 sind parallel zueinander ge­ schalten und Schaltungsleitungen J 1 bis J 16 verbinden diese beiden Gruppen am Schlußpunkt der jeweils mit dem zugeord­ neten Anschlußpunkt N 20 und den Widerstandselementen R 31 bis R 42. Die Verbindungsleitungen werden wahlweise unter­ brochen, um den Gesamtwiderstand, der an den Punkt N 20 an­ gelegt wird, einzustellen. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Verbindungsleitungen J 7 und J 16 unterbrochen, so daß die Widerstandselemente R 36 bis R 42 und R 42 zum Errich­ ten des Widerstandswertes unwirksam sind.

Die Verbindungsleitungen werden bei der Herstellung wahl­ weise unterbrochen, um den vorbestimmten Widerstandswert zu erzeugen. Die DIP-Schalteinheit kann nach der Einstellung jedoch betätigt werden, so daß die Verbindungsleitungen nach der Einstellung nur schwer zugänglich sind. Dies stellt die Stabilität des Gesamtwiderstandes wie er in der Fabrik eingestellt worden ist, sicher.

Die so ausgebildete einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit ist weiterhin für eine Hochgeschwindigkeitsoperation bei kleiner Lichtstärke des Laserstrahl von Vorteil.

Claims (1)

1. Einen Laserstrahl erzeugende Baueinheit bestehend aus a) einer Laserelementeinheit mit einem fotoemittierenden Element, welches zum Abstrahlen eines Laserstrahls dient und einem zugeordneten fotodetektierenden Element zum Er­ zeugen eines Stromsignals, welches für eine Lichtstärke des Laserstrahls repräsentativ ist, wobei das Stromsignal einen Stromwert hat, b) Konvertermitteln zum Umwandeln des Strom­ signals in ein Spannungssignal, dessen Spannungspegel den Maximalwert hat, und c) Steuerungselementen, die auf das Spannungsignal ansprechen und den Laserstrahl so einstel­ len, daß er die optimale Lichtstärke hat, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Konvertermittel mehrere Widerstandselemente aufweisen, die parallel zu einer Kon­ stantspannungsquelle geschalten sind und den Widerstands­ elementen Wählelemente zugeordnet sind, um wahlweise die Widerstandselemente mit dem fotodetektierenden Element zu verbinden, und daß der Gesamtwiderstand der Widerstandsele­ mente, die mit dem fotodetektierenden Element verbunden sind durch Teilen des Maximalwertes durch den Stromwert entsprechend einer optimalen Lichtstärke, entschieden wird.