JP2000114649A - Laser driver - Google Patents

Laser driver

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JP2000114649A
JP2000114649A JP10286477A JP28647798A JP2000114649A JP 2000114649 A JP2000114649 A JP 2000114649A JP 10286477 A JP10286477 A JP 10286477A JP 28647798 A JP28647798 A JP 28647798A JP 2000114649 A JP2000114649 A JP 2000114649A
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JP
Japan
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optical power
laser
output
current
voltage
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JP10286477A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Hori
謙治郎 堀
Akihiro Shibata
章弘 柴田
Tetsuo Kishida
徹夫 岸田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an accurate laser emission duty ratio by providing an error detector which acts so that the output of a light power detecting means is equal to that of a light power setting means upon receipt of a clock of a specified period as a picture signal and holds an output voltage. SOLUTION: A video signal composed of a trains of on-off pulses including specified rise and fall times is inputted to an inversion terminal of a high-speed differential amplifier 12. A sample holding circuit 13 is provided for storing the mean light quantity in the on/off-time of a laser to input it to a noninversion terminal of the different amplifier 12. While the peak light quantity of the laser is stored in a sample holding circuit 14 and the mean light quantity in the on/off-time of the laser is stored in the sample holding circuit 13 under the feed back control, data are inputted to a video signal line to obtain a stable on-off duty ratio of a laser diode 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタや光磁気ディスク等に適用可能な半導体レーザを駆
動するレーザ駆動装置に関する。
The present invention relates to a laser driving apparatus for driving a semiconductor laser applicable to a laser beam printer, a magneto-optical disk, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザビームプリンタは高解像・
高速のプリンタとして広く市場に受け入れられている。
そしてその高解像度と高速性の更なる要求が高まってい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, laser beam printers have achieved high resolution.
It is widely accepted in the market as a high-speed printer.
Further demands for higher resolution and higher speed are increasing.

【0003】このレーザビームプリンタの解像度と速度
を上げるときに重要な要素となるのが、半導体レーザ駆
動装置の高速応答性である。例えば、A4サイズの用紙
を毎分16枚印字し、その解像度を600×600(d
pi)にすると、半導体レーザの変調周波数は、17M
Hzにもなる場合がある。
An important factor in increasing the resolution and speed of the laser beam printer is the high-speed response of the semiconductor laser driving device. For example, 16 sheets of A4 size paper are printed every minute, and the resolution is set to 600 × 600 (d
pi), the modulation frequency of the semiconductor laser is 17M
Hz.

【0004】一方、半導体レーザの駆動電流のピークは
30mAから100mA程度必要である。このような大
電流をスイッチングする場合、レーザ駆動電流の立ち上
がり時間及び立ち下がり時間を低く抑えることは困難で
ある。
On the other hand, the peak of the driving current of the semiconductor laser needs to be about 30 mA to 100 mA. When switching such a large current, it is difficult to keep the rise time and fall time of the laser drive current low.

【0005】従って、変調周期に対する立ち上がり時間
と立ち下がり時間の占める割合は大きくなり、その結果
として、レーザ電流波形は方形波とは異なり、積分した
ような歪んだ波形となる。
Accordingly, the ratio of the rise time and the fall time to the modulation period is large, and as a result, the laser current waveform is different from a square wave, and becomes a distorted waveform as integrated.

【0006】また、半導体レーザの電流対光量特性は、
2次特性曲線のような特性を有する。この場合、半導体
レーザの電流Itは、半導体レーザがレーザ発振を開始
する電流であり、レーザのしきい値電流と呼ばれる。
[0006] The current vs. light amount characteristics of a semiconductor laser is as follows.
It has a characteristic like a secondary characteristic curve. In this case, the current It of the semiconductor laser is a current at which the semiconductor laser starts laser oscillation, and is called a threshold current of the laser.

【0007】半導体レーザがしきい値電流It以上の領
域では、レーザ光量はレーザ電流に対してほぼリニアに
変化する。その領域での傾きはスロープ効率(mW/m
A)と呼ばれる。
In a region where the semiconductor laser is equal to or larger than the threshold current It, the amount of laser light changes almost linearly with respect to the laser current. The slope in that region is the slope efficiency (mW / m
A).

【0008】このような特性を有する半導体レーザにお
いて、レーザ電流の電流値に対して、その光量波形は低
速立上りの場合には急速に立ち上がるが、高速立上りの
場合には応答遅延ばかりでなく、立上り特性になまりが
生じる。また、レーザ電流が発光している期間tonと
レーザが発光していない期間toffを比べると、明ら
かにtonがtoffに比べて短くなってしまう。
In the semiconductor laser having such characteristics, the light amount waveform rapidly rises in the case of a low-speed rise with respect to the current value of the laser current. Characteristic dullness occurs. Further, when comparing the period ton during which the laser current emits light with the period toff during which the laser does not emit light, ton is clearly shorter than toff.

【0009】その理由はレーザ電流の立ち上がりと立ち
下がりに要する時間が、レーザ変調周期に対してかなり
の割合を占めているからである。そして、レーザ駆動電
流周波数が高くなる程、このことは顕著になってくる。
The reason is that the time required for the rise and fall of the laser current occupies a considerable proportion of the laser modulation period. This becomes more remarkable as the laser drive current frequency increases.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたよ
うに、レーザ駆動周波数を高くすればする程、レーザの
発光デューティ比(=Ton/(Ton+Toff))
は小さくなるという欠点がある。
As described in the prior art, the higher the laser driving frequency, the higher the laser emission duty ratio (= Ton / (Ton + Toff)).
Has the disadvantage that it becomes smaller.

【0011】また、半導体レーザのしきい値電流Itと
スロープ効率はレーザのロットによって大きくばらつい
ている場合が多く、これにより、レーザ発光のデューテ
ィ比も大きくばらついてくるという欠点がある。
In addition, the threshold current It and the slope efficiency of a semiconductor laser often vary greatly depending on the lot of the laser, and this has the disadvantage that the duty ratio of laser emission also varies greatly.

【0012】さらにはレーザ駆動周波数を高くすればす
る程、レーザドライブ回路の立ち上がり電流と立ち下が
り電流のばらつきが大きく、デューティ比に影響する。
したがって、レーザドライブ(レーザ駆動)回路のロッ
トばらつきによって、レーザ発光のデューティ比も大き
くばらついてくるという欠点がある。またレーザ駆動周
波数が高くなると、当然レーザドライブ回路に入力する
画像信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間が、レーザ
駆動周期に比べ無視できなくなり、レーザドライブ回路
の入力の応答特性のばらつきが、レーザ発光のデューテ
ィ比に影響を及ぼす。
Furthermore, the higher the laser drive frequency, the greater the variation between the rising current and the falling current of the laser drive circuit, which affects the duty ratio.
Therefore, there is a disadvantage that the duty ratio of laser emission greatly varies due to lot variation in a laser drive (laser drive) circuit. Also, when the laser drive frequency is increased, the rise time and the fall time of the image signal input to the laser drive circuit cannot be ignored compared to the laser drive cycle. Affects duty ratio.

【0013】よって、本発明は、上述の点に鑑み、半導
体レーザ特性およびそのレーザ電流を駆動する駆動回路
の高周波特性に拘わりなく、常にレーザ発光デューティ
比の正確なレーザ光量出力が得られるよう構成したレー
ザ駆動装置を提供することを課題とする。
Therefore, in view of the above, the present invention is configured so that an accurate laser light quantity output of a laser emission duty ratio can always be obtained irrespective of a semiconductor laser characteristic and a high frequency characteristic of a drive circuit for driving the laser current. It is an object of the present invention to provide a laser drive device that has been developed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明は、半導体レーザの光パワーを検出する
第一の光パワー検出手段と、前記半導体レーザにオンオ
フ電流を流すレーザ電流駆動手段と、目標のピーク光パ
ワーを設定する第一の光パワー設定手段と、前記第一の
光パワー検出手段と前記第一の光パワー設定手段とを比
較し、前記第一の光パワー検出手段の出力が前記第一の
光パワー設定手段に等しくなるように前記レーザ電流駆
動手段の出力オン電流を制御する第一のフィードバック
手段と、目標の平均光パワーを設定する第二の光パワー
設定手段と、前記半導体レーザの平均光パワーを検出す
る第二の光パワー検出手段と、前記第二の光パワー設定
手段と前記第二の光パワー検出手段との電圧誤差を検出
する誤差検出器と、外部からの画像信号と誤差検出器の
出力電圧の差分電圧を検出する差動増幅手段と、前記差
動増幅手段の出力を前記レーザ電流駆動手段にフィード
バックさせる第二のフィードバック手段とを備えたレー
ザ駆動装置において、前記画像信号として所定周期のク
ロック信号を受け取るモードを設け、前記誤差検出器は
前記クロック信号入力時において前記第二の光パワー検
出手段の出力が前記第二の光パワー設定手段の出力に等
しくなるように作用し、また前記誤差検出器は前記クロ
ック信号入力時の誤差検出器の出力電圧を保持する機能
を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a first optical power detecting means for detecting an optical power of a semiconductor laser, and a laser current for supplying an on / off current to the semiconductor laser. Driving means, first optical power setting means for setting a target peak optical power, comparing the first optical power detecting means and the first optical power setting means, and detecting the first optical power First feedback means for controlling the output on current of the laser current driving means so that the output of the means is equal to the first optical power setting means, and second light power setting for setting a target average optical power. Means, a second light power detection means for detecting the average light power of the semiconductor laser, and an error detector for detecting a voltage error between the second light power setting means and the second light power detection means A laser comprising: differential amplifying means for detecting a difference voltage between an external image signal and an output voltage of an error detector; and a second feedback means for feeding back the output of the differential amplifying means to the laser current driving means. In the driving device, a mode for receiving a clock signal of a predetermined period as the image signal is provided, and the error detector outputs the second optical power detecting means when the clock signal is input to the second optical power setting means. The error detector operates so as to be equal to the output, and the error detector has a function of holding an output voltage of the error detector when the clock signal is input.

【0015】[作用]本発明の上記構成によれば、レー
ザ電流をONしたときのレーザ光量を検出し、その検出
した値が所定値になるように、レーザピーク電流を設定
し、レーザ電流をON/OFFしたときの平均レーザ光
量を検出し、その検出した値が所定値になるように、レ
ーザ駆動パルスの検出スライスレベルを調整するので、
半導体レーザ特性およびそのレーザ電流を駆動するドラ
イブ回路の高周波特性に拘わりなく、常にレーザ光量の
ピーク値とレーザ発光デューティ比の正確なレーザ光量
出力を得ることができる。
[Operation] According to the above configuration of the present invention, the amount of laser light when the laser current is turned on is detected, and the laser peak current is set so that the detected value becomes a predetermined value. Since the average laser light amount when ON / OFF is detected and the detected slice level of the laser drive pulse is adjusted so that the detected value becomes a predetermined value,
Irrespective of the semiconductor laser characteristics and the high-frequency characteristics of the drive circuit for driving the laser current, it is possible to always obtain an accurate laser light quantity output of the laser light duty ratio and the peak value of the laser light quantity.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(第一の実施形態)図1は本発明
の第一の実施形態の特徴を最も良く表す図であり、半導
体レーザ駆動装置のブロック図を示す。図1において、
各ブロック内にi1,i2,i3等と記述されたi端子
は入力端子を示す。またo1等と記述されたo端子は出
力端子を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor laser driving device, which best illustrates the features of the first embodiment of the present invention. In FIG.
The i terminal described as i1, i2, i3, etc. in each block indicates an input terminal. An o terminal described as o1 or the like indicates an output terminal.

【0017】図1において、1は半導体レーザダイオー
ド、2は半導体レーザダイオード1に対向して配置さ
れ、半導体レーザダイオード1から出力されるレーザ光
の一部を検出し、レーザ光強度にほぼ比例した電流に変
換するPINフォトダイオードである。5はフォトダイ
オード2に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換
器、8は電流電圧変換器5の出力に接続され電流電圧変
換器5から出力された電圧の低周波DC成分を検出する
ローパスフィルタあるいは積分回路である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser diode, and reference numeral 2 denotes a semiconductor laser diode. The semiconductor laser diode 2 detects a part of the laser light output from the semiconductor laser diode 1 and is substantially proportional to the laser light intensity. This is a PIN photodiode that converts current. Reference numeral 5 denotes a current-to-voltage converter for converting a current flowing through the photodiode 2 into a voltage, and reference numeral 8 denotes a low-pass filter connected to the output of the current-to-voltage converter 5 for detecting a low-frequency DC component of the voltage output from the current-to-voltage converter 5. Alternatively, it is an integrating circuit.

【0018】また、3はレーザダイオード1に接続さ
れ、レーザダイオード1にON/OFFされる電流を流
す高速電流スイッチである。また高速電流スイッチ3に
はそのレーザ電流をON/OFFさせるためのON/O
FF制御端子i1と、ON時のレーザ電流を決定する電
流制御端子i2がある。高速電流スイッチ3のi2端子
は電圧電流変換器4の出力o1端子に接続される。電圧
電流変換器4の入力端子i1はサンプルホールド回路1
4の出力端子o1に接続される。電圧電流変換器4は入
力された電圧に比例した電流を高速電流スイッチ3に入
力させ、その電流値でレーザダイオード1は高速電流ス
イッチ3によってON/OFFされる。また高速電流ス
イッチ3の入力端子i1は高速ORゲート11の出力に
接続される。
Reference numeral 3 denotes a high-speed current switch which is connected to the laser diode 1 and allows a current to be turned on / off to the laser diode 1. The high-speed current switch 3 has an ON / O for turning on / off the laser current.
There is an FF control terminal i 1 and a current control terminal i 2 for determining a laser current at the time of ON. I2 terminal of the high-speed current switch 3 is connected to the output o 1 terminal of the voltage-current converter 4. The input terminal i 1 of the voltage-current converter 4 is a sample-and-hold circuit 1
It is connected to the output terminal o 1 of 4. The voltage-current converter 4 inputs a current proportional to the input voltage to the high-speed current switch 3, and the laser diode 1 is turned on / off by the high-speed current switch 3 at the current value. The input terminal i 1 of the high-speed current switch 3 is connected to the output of the high-speed OR gate 11.

【0019】一方、ローパスフィルタ8の出力は差動ア
ンプ6と差動アンプ10の反転端子に入力される。差動
アンプ6はローパスフィルタ8から入力された電圧と基
準電圧7との差分電圧を増幅する。差動アンプ6で増幅
された電圧はサンプルホールド回路14の入力端子i1
に入力され、差動アンプ6の出力電圧のサンプルホール
ドされた値がサンプルホールド回路14のo1端子を経
由して電圧電流変換器4の入力端子i1に入力される。
On the other hand, the output of the low-pass filter 8 is input to the inverting terminals of the differential amplifier 6 and the differential amplifier 10. The differential amplifier 6 amplifies a difference voltage between the voltage input from the low-pass filter 8 and the reference voltage 7. The voltage amplified by the differential amplifier 6 is applied to the input terminal i 1 of the sample and hold circuit 14.
And the sampled and held value of the output voltage of the differential amplifier 6 is input to the input terminal i 1 of the voltage-current converter 4 via the o 1 terminal of the sample and hold circuit 14.

【0020】差動アンプ10に入力された電圧は基準電
圧9との差分電圧を増幅する。差動アンプ10で増幅さ
れた電圧はサンプルホールド回路13の入力端子i1
入力され、差動アンプ10の出力電圧のサンプルホール
ドされた値がサンプルホールド回路13のo1端子を経
由して高速差動アンプ12の非反転入力端子に入力され
る。高速差動アンプ12は高速のコンパレータとして作
用する。高速差動アンプ12の反転端子には所定の立ち
上がり時間と立ち下がり時間を含んだON/OFFパル
ス列からなるビデオ信号が入力される。高速差動アンプ
12の非反転端子を基準スライスレベルとして、高速差
動アンプ12のビデオ信号のレベルがそのスライスレベ
ルより高い場合には高速差動アンプ12の出力にはロー
レベルに、また高速差動アンプ12のビデオ信号のレベ
ルがそのスライスレベルより低い場合にはハイレベルの
電圧が出力される。そして高速差動アンプ12の出力は
高速ORゲート11に入力される。
The voltage input to the differential amplifier 10 amplifies a difference voltage from the reference voltage 9. The voltage amplified by the differential amplifier 10 is input to the input terminal i 1 of the sample and hold circuit 13, and the sampled and held value of the output voltage of the differential amplifier 10 is output via the o 1 terminal of the sample and hold circuit 13 at high speed. The signal is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 12. The high-speed differential amplifier 12 operates as a high-speed comparator. A video signal composed of an ON / OFF pulse train including a predetermined rise time and fall time is input to the inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12. With the non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 as a reference slice level, when the video signal level of the high-speed differential amplifier 12 is higher than the slice level, the output of the high-speed differential amplifier 12 is set to low level, When the level of the video signal of the dynamic amplifier 12 is lower than the slice level, a high-level voltage is output. The output of the high-speed differential amplifier 12 is input to the high-speed OR gate 11.

【0021】なお、図1におけるサンプルホールド回路
13と14の内部回路構成を、図2に示す。このサンプ
ルホールド回路は3本の入力端子i1,i2,i3と、1
本の出力端子o1がある。図2において、i1はサンプル
ホールドさせるためのアナログ入力信号、i2はアナロ
グ入力信号i1をサンプルあるいはホールドするための
選択信号である。i2がハイレベルのとき、アナログス
イッチ15はON状態になり、アナログ入力信号i1
印加された電圧は出力o1に伝達されると共にその電圧
はコンデンサ17に充電される。選択信号i2がローレ
ベルのときアナログスイッチ15はOFF状態となり、
アナログ入力信号i1に印加された電圧は出力o1に伝達
されなくなり、すでにコンデンサ17に充電された電圧
が出力o1に保持される。i3はサンプルホールド回路を
リセットするリセット入力端子である。リセット入力端
子i3がハイレベルになると、FET16がターンオン
し、コンデンサ17に充電された電荷をディスチャージ
する。
FIG. 2 shows the internal circuit configuration of the sample and hold circuits 13 and 14 in FIG. This sample and hold circuit has three input terminals i 1 , i 2 , i 3 and 1
There is an output terminal o 1 of this. In FIG. 2, i 1 is an analog input signal for sampling and holding, and i 2 is a selection signal for sampling or holding the analog input signal i 1 . When i 2 is at high level, the analog switch 15 is turned ON state, the voltage with the voltage applied to the analog input signal i 1 is transferred to the output o 1 is charged in the capacitor 17. When the selection signal i 2 is at a low level, the analog switch 15 is turned off,
The voltage applied to the analog input signal i 1 is not transmitted to the output o 1 , and the voltage already charged in the capacitor 17 is held at the output o 1 . i 3 is a reset input terminal for resetting the sample and hold circuit. When the reset input terminal i 3 becomes high level, the FET 16 turns on and discharges the electric charge charged in the capacitor 17.

【0022】以上説明したように、図1の回路では2つ
のフィードバックループが存在する。まず第一のループ
は、高速電流スイッチ3→レーザダイオード1→フォト
ダイオード2→電流電圧変換器5→ローパスフィルタ回
路8→差動アンプ6→サンプルホールド回路14→電圧
電流変換器4→高速電流スイッチ3の順に連なったフィ
ードバックループである。また、第二のフィードバック
ループは、高速電流スイッチ3→レーザダイオード1→
フォトダイオード2→電流電圧変換器5→ローパスフィ
ルタ回路8→差動アンプ10→サンプルホールド回路1
3→高速差動アンプ12→高速ORゲート11→高速電
流スイッチ3の順に連なったフィードバックループであ
る。
As explained above, there are two feedback loops in the circuit of FIG. First, the first loop is a high-speed current switch 3 → a laser diode 1 → a photodiode 2 → a current-voltage converter 5 → a low-pass filter circuit 8 → a differential amplifier 6 → a sample-and-hold circuit 14 → a voltage-current converter 4 → a high-speed current switch. 3 is a feedback loop connected in order. The second feedback loop is composed of a high-speed current switch 3 → a laser diode 1 →
Photodiode 2 → current-voltage converter 5 → low-pass filter circuit 8 → differential amplifier 10 → sample-and-hold circuit 1
This is a feedback loop in which 3 → the high-speed differential amplifier 12 → the high-speed OR gate 11 → the high-speed current switch 3

【0023】ここで、第一のフィードバックループはレ
ーザダイオード1がONしたときのレーザ光を所定レベ
ルに安定化させるために設けられている。そのターゲッ
ト光量は基準電圧7で設定する。
Here, the first feedback loop is provided to stabilize the laser light at a predetermined level when the laser diode 1 is turned on. The target light quantity is set by the reference voltage 7.

【0024】また、第二のフィードバックループはレー
ザダイオード1が所定の周期でON/OFFされたとき
に、そのレーザ発光の平均光量レベルを安定化させるた
めに設けられている。そのターゲットのON/OFF平
均光量レベルは基準電圧9で設定する。そして基準電圧
9の電圧は基準電圧7より低く設定される。その動作説
明を以下タイミング図3と図4を参照しながら以下に説
明する。
The second feedback loop is provided to stabilize the average light level of the laser emission when the laser diode 1 is turned on / off at a predetermined cycle. The ON / OFF average light level of the target is set by the reference voltage 9. Then, the voltage of the reference voltage 9 is set lower than the reference voltage 7. The operation will be described below with reference to timing diagrams 3 and 4.

【0025】本実施形態では第一のフィードバックルー
プにおける制御を終了した後に、第二のフィードバック
ループにおける制御を行う。
In this embodiment, after the control in the first feedback loop is completed, the control in the second feedback loop is performed.

【0026】まず第一のフィードバックループの制御に
ついて説明する。図3において、(3−1)から(3−
9)までの制御がそのフィードバックループの制御に対
応する。
First, control of the first feedback loop will be described. In FIG. 3, (3-1) to (3-
The control up to 9) corresponds to the control of the feedback loop.

【0027】(3−1)にて、強制レーザON信号はロ
ーレベル、ビデオ信号はハイレベル、サンプルホールド
信号1はローレベル、ディスチャージ信号1はハイレベ
ル、サンプルホールド信号2はローレベル、ディスチャ
ージ信号2はハイレベルに固定される。このとき、サン
プルホールド回路13,サンプルホールド回路14の出
力はローレベル(零に近い)に固定される。また高速差
動アンプ12及び高速ORゲート11の出力もローレベ
ルに固定される。したがって高速電流スイッチ3はOF
F状態となり、レーザダイオード1は発光しない。また
電圧電流変換器4の出力電流も零に近くなる。レーザダ
イオード1が発光しないので、当然PINダイオード2
にはほとんど電流が流れなく、電流電圧変換器5とロー
パスフィルタ8の出力も零に近くなる。そして差動アン
プ6と差動アンプ10の反転端子電圧はそれぞれの非反
転端子に接続される基準電圧7と9より十分高くなるの
で、差動アンプ6と差動アンプ10の出力はアンプの出
力飽和レベルまで高い電圧を出力する。
In (3-1), the forced laser ON signal is at a low level, the video signal is at a high level, the sample and hold signal 1 is at a low level, the discharge signal 1 is at a high level, the sample and hold signal 2 is at a low level, and the discharge signal. 2 is fixed at a high level. At this time, the outputs of the sample hold circuits 13 and 14 are fixed at a low level (close to zero). The outputs of the high-speed differential amplifier 12 and the high-speed OR gate 11 are also fixed at a low level. Therefore, the high-speed current switch 3
The state becomes the F state, and the laser diode 1 does not emit light. Further, the output current of the voltage-current converter 4 is also close to zero. Since the laser diode 1 does not emit light, the PIN diode 2
, Almost no current flows, and the outputs of the current-voltage converter 5 and the low-pass filter 8 are also close to zero. Since the inverting terminal voltages of the differential amplifier 6 and the differential amplifier 10 become sufficiently higher than the reference voltages 7 and 9 connected to the respective non-inverting terminals, the outputs of the differential amplifier 6 and the differential amplifier 10 are output from the amplifiers. Outputs a high voltage up to the saturation level.

【0028】次に、(3−2)にてディスチャージ信号
1はローレベルになる。この状態ではサンプルホールド
回路14の内部のディスチャージ用FETがOFF状態
になるのみで、その出力電圧は変化しない。
Next, at (3-2), the discharge signal 1 becomes low level. In this state, only the discharge FET inside the sample hold circuit 14 is turned off, and the output voltage does not change.

【0029】そして、(3−3)で強制レーザON信号
がローからハイになる。このとき高速電流スイッチ33
の入力端子i1はハイレベルになり、高速電流スイッチ
3はOFF状態からON状態になる。しかしながら、こ
の場合でも電圧電流変換器4の出力は零に近いので、レ
ーザダイオード1は発光しない。
Then, in (3-3), the forced laser ON signal changes from low to high. At this time, the high-speed current switch 33
Of the high-speed current switch 3 changes from the OFF state to the ON state. However, even in this case, since the output of the voltage-current converter 4 is close to zero, the laser diode 1 does not emit light.

【0030】(3−4)でサンプルホールド信号1がロ
ーからハイになる。このときサンプルホールド回路14
はホールド状態からサンプル状態になり、サンプルホー
ルド回路14の内部のコンデンサ17が充電開始し(3
−5)、所定の勾配でサンプルホールド回路14の出力
端子o1の電圧が徐々に増加する。その電圧の増加に伴
い、電圧電流変換器4の出力電流も上昇し、レーザダイ
オード1に流れる電流も上昇する。レーザダイオード1
の電流がしきい値電流より超えると、レーザダイオード
1は発光を開始する(3−6)。レーザダイオード1の
発光に伴い差動アンプ6の出力も徐々に増加する。なお
ローパスフィルタ8のシャットオフ周波数はサンプルホ
ールド回路13や14のそれよりも十分高い領域に設定
されているとする。しかるに、ローパスフィルタ8の出
力は電流電圧変換器5の出力(これはレーザ光量に比例
する)の上昇とほとんど変わらなく上昇する。ローパス
フィルタ8の出力o1の電圧が上昇し、基準電圧7に達
すると、差動アンプ6の出力電圧は急激に減少する。そ
して差動アンプ6はいわゆるエラーアンプとして作用
し、差動アンプ6→サンプルホールド回路14→電圧電
流変換器4→高速電流スイッチ3を介してレーザ電流の
上昇を停止させる。すなわち差動アンプ6はローパスフ
ィルタ8の出力が基準電圧7に等しくなるようにフィー
ドバック動作を行う。
At (3-4), the sample hold signal 1 changes from low to high. At this time, the sample and hold circuit 14
Changes from the hold state to the sample state, and the capacitor 17 inside the sample hold circuit 14 starts charging (3.
-5), the voltage of the output terminal o1 of the sample and hold circuit 14 gradually increases at a predetermined gradient. As the voltage increases, the output current of the voltage-current converter 4 also increases, and the current flowing through the laser diode 1 also increases. Laser diode 1
When the current exceeds the threshold current, the laser diode 1 starts emitting light (3-6). As the laser diode 1 emits light, the output of the differential amplifier 6 also gradually increases. It is assumed that the shut-off frequency of the low-pass filter 8 is set in a region sufficiently higher than those of the sample-hold circuits 13 and 14. However, the output of the low-pass filter 8 rises almost unchanged from the rise of the output of the current-voltage converter 5 (which is proportional to the amount of laser light). When the voltage of the output o1 of the low-pass filter 8 rises and reaches the reference voltage 7, the output voltage of the differential amplifier 6 sharply decreases. Then, the differential amplifier 6 acts as a so-called error amplifier, and stops the rise of the laser current via the differential amplifier 6 → the sample / hold circuit 14 → the voltage-current converter 4 → the high-speed current switch 3. That is, the differential amplifier 6 performs a feedback operation so that the output of the low-pass filter 8 becomes equal to the reference voltage 7.

【0031】そして、レーザダイオード1の光量が十分
安定した時点で、サンプルホールド信号1をハイからロ
ーに戻し、サンプルホールド回路14をホールド状態に
する(3−8)。さらに(3−9)で強制レーザON信
号をハイからローにして、強制レーザ点灯を終了させ
る。このようにして第一のフィードバックループにおけ
る制御を終了する。
Then, when the light quantity of the laser diode 1 becomes sufficiently stable, the sample-and-hold signal 1 is returned from high to low, and the sample-and-hold circuit 14 is held (3-8). Further, in (3-9), the forced laser ON signal is changed from high to low, and the forced laser lighting is terminated. Thus, the control in the first feedback loop is completed.

【0032】次にひき続き、第二のフィードバックルー
プにおける制御に入る。まず、(3−10)にてディス
チャージ信号2をハイからローにする。この状態ではサ
ンプルホールド回路13の内部のディスチャージ用FE
TがOFF状態になるのみで、その出力電圧は変化しな
い。
Next, the control in the second feedback loop is started. First, the discharge signal 2 is changed from high to low in (3-10). In this state, the discharge FE inside the sample and hold circuit 13
Only when T is turned off, its output voltage does not change.

【0033】そしてビデオ信号に所定周期の高速クロッ
クパルスを印加する(3−11)。そのクロックパルス
の波形を図4に示す。そのクロックが高周波であるの
で、そのクロックの立ち上がりと立ち下がりに要する時
間がクロックの1周期に対してかなりの時間を占める。
この状態でも高速差動アンプ12の非反転端子はほぼ零
に固定されているので、高速差動アンプ12の出力は変
わらない。
Then, a high-speed clock pulse having a predetermined cycle is applied to the video signal (3-11). FIG. 4 shows the waveform of the clock pulse. Since the clock has a high frequency, the time required for rising and falling of the clock occupies a considerable amount of time for one cycle of the clock.
Even in this state, since the non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 is fixed to almost zero, the output of the high-speed differential amplifier 12 does not change.

【0034】つぎに、(3−12)にて、サンプルホー
ルド信号2をローレベルからハイレベルに変化させる。
このときサンプルホールド回路13は、ホールド状態か
らサンプル状態になり、サンプルホールド回路13の出
力は零から徐々に上昇する。そして高速差動アンプ12
はそのビデオ信号(高速クロックパルス)にしたがいO
N/OFFをする。
Next, at (3-12), the sample hold signal 2 is changed from low level to high level.
At this time, the sample hold circuit 13 changes from the hold state to the sample state, and the output of the sample hold circuit 13 gradually increases from zero. And the high-speed differential amplifier 12
According to the video signal (high-speed clock pulse)
N / OFF.

【0035】このときサンプルホールド回路14の出力
電圧は第一のフィードバック動作でホールドされたまま
であるので、レーザダイオード1のON/OFF電流の
ピーク電流は第一のフィードバック動作のときの電流と
変わらない。すなわち第一のフィードバック動作で設定
したON電流で、ON/OFF動作を行う。このときO
N/OFFレーザ光がフォトダイオード2に照射され、
レーザ光が電流に変換され、さらには、電流電圧変換器
5によって電圧値に変換される。電流電圧変換器5が出
力するON/OFFパルスがローパスフィルタ8に入力
され、低周波成分の信号に変換され、ローパスフィルタ
8の出力o1の電圧は徐々に上昇する(3−13)。
At this time, since the output voltage of the sample and hold circuit 14 is held in the first feedback operation, the peak current of the ON / OFF current of the laser diode 1 is not different from the current in the first feedback operation. . That is, the ON / OFF operation is performed with the ON current set in the first feedback operation. At this time O
N / OFF laser light is irradiated on the photodiode 2,
The laser light is converted into a current, and further converted into a voltage value by the current-voltage converter 5. The ON / OFF pulse output from the current / voltage converter 5 is input to the low-pass filter 8 and converted into a signal of a low frequency component, and the voltage of the output o1 of the low-pass filter 8 gradually increases (3-13).

【0036】ここでフォトダイオード2と電流電圧変換
器5の応答速度が高速ON/OFFクロックパルスより
十分低ければ、ローパスフィルタ8としての機能はフォ
トダイオード2と電流電圧変換器5で代替でき、ローパ
スフィルタ8がなくても、低周波DC信号を得ることが
できる。
If the response speed of the photodiode 2 and the current-to-voltage converter 5 is sufficiently lower than the high-speed ON / OFF clock pulse, the function as the low-pass filter 8 can be replaced by the photodiode 2 and the current-to-voltage converter 5, Even without the filter 8, a low-frequency DC signal can be obtained.

【0037】ローパスフィルタ8の出力o1の電圧が上
昇し、基準電圧9に達すると、差動アンプ10の出力電
圧は急激に減少する(3−14)。差動アンプ10の出
力はサンプルホールド回路13を介して高速差動アンプ
12の非反転端子に伝達される。高速差動アンプ12の
非反転端子は高速差動アンプ12がコンパレータ動作を
するときのスライスレベルとして動作する。
When the voltage of the output o1 of the low-pass filter 8 rises and reaches the reference voltage 9, the output voltage of the differential amplifier 10 sharply decreases (3-14). The output of the differential amplifier 10 is transmitted to the non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 via the sample and hold circuit 13. The non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 operates as a slice level when the high-speed differential amplifier 12 performs a comparator operation.

【0038】その様子を図4に示す。高速差動アンプ1
2の非反転端子の電圧が低い場合(図4のSL3)、高
速差動アンプ12→高速ORゲート11→高速電流スイ
ッチ3の出力のハイローサイクルのうちハイ期間が短く
なり、レーザダイオード1のON/OFF波形はON期
間が短くなってくる。一方、高速差動アンプ12の非反
転端子の電圧が高い場合(図4のSL1)、高速差動ア
ンプ12→高速ORゲート11→高速電流スイッチ3の
出力のハイローサイクルのうちロー期間が短くなり、レ
ーザダイオード1のON/OFF波形はON期間が長く
なってくる。したがって差動アンプ10はいわゆるエラ
ーアンプとして作用し、差動アンプ10の反転端子の電
圧(これはON/OFFレーザ平均光量に比例する)が
基準電圧9に対して低くなるように、サンプルホールド
回路13を介して高速差動アンプ12のスライスレベル
を変化させる。このようにして、ON/OFFレーザ平
均光量が所定値になるように、フィードバック制御され
る。
FIG. 4 shows this state. High-speed differential amplifier 1
2 is low (SL3 in FIG. 4), the high period of the high-low cycle of the high-speed differential amplifier 12, the high-speed OR gate 11, and the output of the high-speed current switch 3 becomes short, and the laser diode 1 is turned on. The ON period of the / OFF waveform becomes shorter. On the other hand, when the voltage of the non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 is high (SL1 in FIG. 4), the low period in the high-low cycle of the high-speed differential amplifier 12, the high-speed OR gate 11, and the output of the high-speed current switch 3 becomes short. The ON / OFF waveform of the laser diode 1 has a longer ON period. Therefore, the differential amplifier 10 operates as a so-called error amplifier, and a sample-and-hold circuit is provided so that the voltage at the inverting terminal of the differential amplifier 10 (which is proportional to the average light amount of the ON / OFF laser) is lower than the reference voltage 9. 13, the slice level of the high-speed differential amplifier 12 is changed. In this way, the feedback control is performed so that the ON / OFF laser average light amount becomes a predetermined value.

【0039】そして、(3−15)にてサンプルホール
ド信号2はハイからローになり、サンプルホールド回路
13はホールド状態になる。そして(3−16)で高速
のON/OFFパルスは停止する。
Then, at (3-15), the sample and hold signal 2 changes from high to low, and the sample and hold circuit 13 enters the hold state. Then, at (3-16), the high-speed ON / OFF pulse is stopped.

【0040】この状態では、サンプルホールド回路14
内部のコンデンサ17はレーザのピーク光量を記憶し、
サンプルホールド回路13内部のコンデンサ17はレー
ザのON/OFF時の平均光量を記憶していることにな
る。
In this state, the sample and hold circuit 14
The internal condenser 17 stores the peak light amount of the laser,
The capacitor 17 inside the sample hold circuit 13 stores the average light amount when the laser is turned on / off.

【0041】そして、(3−16)以後ビデオ信号線に
任意のデータを入力することにより、レーザダイオード
1のON時の安定したピーク光量と、レーザダイオード
1のON/OFF時の安定した平均光量(すなわち安定
したレーザダイオード1のON/OFFデューティ比)
でレーザダイオード1を任意のパターンでON/OFF
させることができる。
(3-16) After that, by inputting arbitrary data to the video signal line, a stable peak light quantity when the laser diode 1 is turned on and a stable average light quantity when the laser diode 1 is turned on / off are obtained. (That is, stable ON / OFF duty ratio of the laser diode 1)
To turn on / off the laser diode 1 in any pattern
Can be done.

【0042】(第二の実施形態)図5は本発明の第二の
実施形態の特徴を最も良く表す図であり、半導体レーザ
駆動装置のブロック図を示す。図5において、各ブロッ
ク内にi1,i2,i3等と記述されたi端子は入力端子
を示す。またo1等と記述されたo端子は出力端子を示
す。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a view best showing the features of the second embodiment of the present invention, and is a block diagram of a semiconductor laser driving device. In FIG. 5, the i terminal described as i 1 , i 2 , i 3, etc. in each block indicates an input terminal. An o terminal described as o 1 or the like indicates an output terminal.

【0043】図5に示す半導体レーザ駆動装置のブロッ
ク図が第一の実施形態と異なるのは、差動アンプ6,1
0と、サンプルホールド回路13,14に代えて、図5
におけるデジタル化手段と信号処理手段のマイクロコン
トローラを用いたことである。
The block diagram of the semiconductor laser driving device shown in FIG. 5 is different from that of the first embodiment in that the differential amplifiers 6, 1
0, and in place of the sample and hold circuits 13 and 14, FIG.
The microcontrollers of the digitizing means and the signal processing means are used.

【0044】第一の実施形態にて、差動アンプ6,10
とその非反転端子への基準電圧7,9とサンプルホール
ド回路13,14で果たされた機能は、後述の各符号2
0,22,23,24に置き換わっている。図5のその
他の回路ブロックはすべて図1のそれと同じであり、重
複する説明を省略する。しかるに、各符号20,22,
23,24を重点的に説明する。
In the first embodiment, the differential amplifiers 6, 10
And the reference voltages 7 and 9 to the non-inverting terminals thereof and the functions performed by the sample and hold circuits 13 and 14,
0,22,23,24. All other circuit blocks in FIG. 5 are the same as those in FIG. 1, and duplicate description will be omitted. However, each code 20, 22,
23 and 24 will be mainly described.

【0045】図5において、20はローパスフィルタ8
から受け取った電圧をデジタルデータに変換し、変換し
たデジタルデータをマイクロコントローラ24に渡す。
マイクロコントローラ24はそのなかにマイクロコンピ
ュータの他にプログラムシーケンスや固定データを含ん
だROMや、一時記憶用のRAMもある。24はマイク
ロコントローラ20から受け取ったデータに従いDA変
換器22と23にデジタルデータを与える。DA変換器
22はその受け取ったデータをアナログ電圧に変換し
て、電圧電流変換器4に入力する。同じくDA変換器2
3も受け取ったデータをアナログ電圧に変換して、高速
差動アンプ12に入力する。
In FIG. 5, reference numeral 20 denotes a low-pass filter 8.
Is converted into digital data, and the converted digital data is passed to the microcontroller 24.
The microcontroller 24 includes, in addition to the microcomputer, a ROM containing a program sequence and fixed data, and a RAM for temporary storage. 24 supplies digital data to the DA converters 22 and 23 according to the data received from the microcontroller 20. The DA converter 22 converts the received data into an analog voltage and inputs the analog voltage to the voltage-current converter 4. DA converter 2
3 also converts the received data into an analog voltage and inputs it to the high-speed differential amplifier 12.

【0046】図5の回路では、第一の実施形態と同じく
2つのフィードバックループが存在する。まず第一のル
ープは高速電流スイッチ3→レーザダイオード1→フォ
トダイオード2→電流電圧変換器5→ローパスフィルタ
回路8→AD変換器20→マイクロコントローラ24→
DA変換器22→電圧電流変換器4→高速電流スイッチ
3の順に連なったフィードバックループである。また、
第二のフィードバックループは高速電流スイッチ3→レ
ーザダイオード1→フォトダイオード2→電流電圧変換
器5→ローパスフィルタ回路8→AD変換器20→マイ
クロコントローラ24→DA変換器23→高速差動アン
プ12→高速ORゲート11→高速電流スイッチ3の順
に連なったフィードバックループである。
In the circuit of FIG. 5, there are two feedback loops as in the first embodiment. First, the first loop is a high-speed current switch 3 → laser diode 1 → photodiode 2 → current-voltage converter 5 → low-pass filter circuit 8 → AD converter 20 → microcontroller 24 →
This is a feedback loop in which the DA converter 22 → the voltage / current converter 4 → the high-speed current switch 3 is connected in this order. Also,
The second feedback loop is a high-speed current switch 3 → laser diode 1 → photodiode 2 → current-voltage converter 5 → low-pass filter circuit 8 → AD converter 20 → microcontroller 24 → DA converter 23 → high-speed differential amplifier 12 → This is a feedback loop in which the high-speed OR gate 11 is connected to the high-speed current switch 3 in this order.

【0047】第一のフィードバックループはレーザダイ
オード1がONしたときのレーザ光を所定レベルに安定
化させるために設けられている。そのターゲット光量は
マイクロコントローラ24の内部に格納されたROMデ
ータで設定し、変動データをRAMに格納する。第二の
フィードバックループはレーザダイオード1が所定の周
期でON/OFFされたときに、そのレーザ発光の平均
光量レベルを安定化させるために設けられている。その
ターゲットの平均光量もマイクロコントローラ24の内
部に別途格納されたROMデータで設定し、変動データ
をRAMに格納する。
The first feedback loop is provided to stabilize the laser light when the laser diode 1 is turned on to a predetermined level. The target light quantity is set by ROM data stored inside the microcontroller 24, and the fluctuation data is stored in the RAM. The second feedback loop is provided to stabilize the average light level of the laser emission when the laser diode 1 is turned on / off at a predetermined cycle. The average light amount of the target is also set by ROM data separately stored inside the microcontroller 24, and the fluctuation data is stored in the RAM.

【0048】図5においても、第一の実施形態の場合と
同じく、第一のフィードバックループ制御を行った後に
第二のフィードバックループ制御を行う。その手順は第
一の実施形態とほぼ同一手順である。
In FIG. 5, as in the first embodiment, after the first feedback loop control is performed, the second feedback loop control is performed. The procedure is almost the same as that of the first embodiment.

【0049】まず、マイクロコントローラ24はDA変
換器22と23にゼロデータを入力させる。そして強制
レーザON信号をハイにする。そしてマイクロコントロ
ーラ24はまずDA変換器22に与えるデータを徐々に
増加させ、レーザダイオード1を徐々に低い光量から発
光させる。このときAD変換器20の出力データはレー
ザ光量に比例した値になる。そしてAD変換器20の出
力データを監視しながら、レーザ光量が所定ピーク値に
なっているかを検出する。
First, the microcontroller 24 causes the DA converters 22 and 23 to input zero data. Then, the forced laser ON signal is set to high. Then, the microcontroller 24 first gradually increases the data to be supplied to the DA converter 22, and causes the laser diode 1 to emit light from a gradually lower light amount. At this time, the output data of the AD converter 20 has a value proportional to the amount of laser light. Then, while monitoring the output data of the AD converter 20, it is detected whether the laser light amount has reached a predetermined peak value.

【0050】マイクロコントローラ24がAD変換器2
0の出力を監視しながら、レーザ光量が所定ピーク値に
達したと認識したとき、DA変換器22に与えるデータ
を増加させるのを停止する。そしてマイクロコントロー
ラ24はその値を保持する。
The microcontroller 24 is the AD converter 2
When it is recognized that the laser light amount has reached the predetermined peak value while monitoring the output of 0, the increase of the data given to the DA converter 22 is stopped. Then, the microcontroller 24 holds the value.

【0051】そして強制レーザON信号を、図3に示す
(3−9)の段階のローに戻す。このようにして、レー
ザON時のレーザ光量の安定化を図る。
Then, the forced laser ON signal is returned to the low level in the step (3-9) shown in FIG. In this way, the amount of laser light at the time of laser ON is stabilized.

【0052】次に、第二のフィードバックループ制御に
入る。まず第一の実施形態のように、ビデオ信号に高速
のON/OFFクロックパルスを与える。DA変換器2
3に与えるデータをゼロから徐々に上昇させる。このと
きDA変換器23の出力電圧は徐々に上昇し、高速差動
アンプ12の非反転端子の電圧は上昇し、高速差動アン
プ12のスライスレベルは上昇する。そして第一のフィ
ードバックループ制御で決定したピーク光量でレーザダ
イオード1を発光させながら、ON/OFFデューティ
比は徐々に変化する。そしてマイクロコントローラ24
の出力データ(これはレーザON/OFF時の平均光量
に相当する)は徐々に上昇する。そしてマイクロコント
ローラ24はAD変換器20の出力データを監視しなが
ら、レーザ平均光量が所定基準値になっているかを検出
する。
Next, the process enters the second feedback loop control. First, as in the first embodiment, a high-speed ON / OFF clock pulse is applied to a video signal. DA converter 2
The data given to 3 is gradually increased from zero. At this time, the output voltage of the DA converter 23 gradually increases, the voltage of the non-inverting terminal of the high-speed differential amplifier 12 increases, and the slice level of the high-speed differential amplifier 12 increases. The ON / OFF duty ratio gradually changes while the laser diode 1 emits light at the peak light amount determined by the first feedback loop control. And the microcontroller 24
(This corresponds to the average light amount at the time of laser ON / OFF) gradually increases. Then, the microcontroller 24 detects whether the laser average light amount has reached a predetermined reference value while monitoring the output data of the AD converter 20.

【0053】マイクロコントローラ24がAD変換器2
0の出力を監視しながら、レーザ平均光量が所定基準値
に達したと認識したとき、DA変換器23に与えるデー
タを増加させるのを停止する。そしてマイクロコントロ
ーラ24はその値を保持する。そして高速のON/OF
Fパルスは停止する。
The microcontroller 24 is the AD converter 2
When it is recognized that the laser average light amount has reached the predetermined reference value while monitoring the output of 0, the increase of the data supplied to the DA converter 23 is stopped. Then, the microcontroller 24 holds the value. And high-speed ON / OF
The F pulse stops.

【0054】この状態では、マイクロプロセッサ24は
レーザのピーク光量を記憶し、その記憶データをDA変
換器22に出力し、同じくレーザのON/OFF時の平
均光量を記憶し、その記憶データをDA変換器23に出
力していることになる。
In this state, the microprocessor 24 stores the peak light amount of the laser, outputs the stored data to the DA converter 22, stores the average light amount when the laser is turned on / off, and stores the stored data in the DA converter. This means that the data is output to the converter 23.

【0055】以後、第一の実施形態と同じく、ビデオ信
号線に任意のデータを入力することにより、レーザON
時の安定したピーク光量と、レーザのON/OFF時の
安定した平均光量(すなわち、安定したレーザのON/
OFFデューティ比)でレーザを任意のパターンでON
/OFFさせることができる。
Thereafter, as in the first embodiment, by inputting arbitrary data to the video signal line, the laser
The stable peak light quantity at the time and the stable average light quantity at the time of laser ON / OFF (that is, stable laser ON / OFF).
(OFF duty ratio) to turn on the laser in any pattern
/ OFF.

【0056】(第三の実施形態)本発明による第三の実
施形態は、上述の半導体レーザのレーザ駆動回路を、レ
ーザビームプリンタや光磁気ディスクに使用した場合に
ついて説明する。図6において、107は発光素子であ
る半導体レーザであり、画像露光用の光源であるととも
に、上述の半導体レーザに適用するものである。また、
101は半導体レーザ107から照射されたレーザ光を
反射、回転させてレーザ光を走査させる多面反射鏡であ
るポリゴンミラーが搭載されたDCスキャナモータであ
る。このDCスキャナモータ101は2組のコイルで構
成されており、COIL1はトルク大である起動用で、
COIL2はトルク小である制御用となっている。ま
た、102,103はスキャナモータ101内のポリゴ
ンミラーから走査されたレーザ光を補正するための結像
レンズ(面倒れ補正、Fθレンズ等)であり、104は
結像レンズからの書出し位置のレーザ光を反射させる水
平同期検出ミラー(BDミラー)である。105は結像
レンズからの画像形成のレーザ光を感光ドラム上に反射
させる反射ミラーで、106は感光ドラム、108は水
平同期検出ミラーから反射されたレーザ光を検出するビ
ームデテクタ(BDセンサ)であり、上述の第一,第二
の実施形態で説明したPINフォトダイオードに該当す
る。113はA/D変換器、114はCPUである。1
15はCPUからのコマンドにより最大2組のモータを
ドライブできるモータドライバである。
(Third Embodiment) In a third embodiment of the present invention, a case will be described in which the laser drive circuit of the above-described semiconductor laser is used in a laser beam printer or a magneto-optical disk. In FIG. 6, reference numeral 107 denotes a semiconductor laser as a light emitting element, which is a light source for image exposure and is applied to the above-described semiconductor laser. Also,
Reference numeral 101 denotes a DC scanner motor on which a polygon mirror, which is a polyhedral mirror for reflecting and rotating the laser light emitted from the semiconductor laser 107 and scanning the laser light, is mounted. This DC scanner motor 101 is composed of two sets of coils, and COIL1 is for starting with a large torque.
COIL2 is for control with small torque. Reference numerals 102 and 103 denote imaging lenses (surface tilt correction, Fθ lens, etc.) for correcting laser light scanned from a polygon mirror in the scanner motor 101, and 104 denotes a laser at a writing position from the imaging lens. This is a horizontal synchronization detection mirror (BD mirror) that reflects light. Reference numeral 105 denotes a reflection mirror that reflects laser light for image formation from the imaging lens onto the photosensitive drum, reference numeral 106 denotes a photosensitive drum, and reference numeral 108 denotes a beam detector (BD sensor) that detects the laser light reflected from the horizontal synchronization detection mirror. Yes, it corresponds to the PIN photodiode described in the first and second embodiments. 113 is an A / D converter, and 114 is a CPU. 1
Reference numeral 15 denotes a motor driver capable of driving a maximum of two sets of motors by a command from the CPU.

【0057】つぎに、上記構成のレーザビームプリンタ
の動作について説明する。
Next, the operation of the laser beam printer having the above configuration will be described.

【0058】まず、スキャナモータ動作時のシーケンス
について説明する。CPU114は初期設定プログラム
に基づいて、図3に示すシーケンスにより、第1のフィ
ードバックループ及び第2のフィードバックループの例
えばサンプルホールド回路のコンデンサに、又はマイク
ロコントローラのRAMに所定量を格納する。その後引
き続き、各フィードバックループを上記設定量に従って
動作させつつ、不図示の画像入力信号に応じて、CPU
114はDRV信号をONさせて半導体レーザユニット
107よりレーザを発光させ、ポリゴンミラー101に
レーザ光を照射させる。そしてスキャナモータを回転さ
せるべくモータドライバ117をONし、ブートストラ
ップ用のCOIL1に電流を流してパルスを引加し起動
させる。そして、起動領域内でコイル1のドライブを停
止するためのステータス信号SUB−RDY信号がアク
ティブになればただちにコイル1を停止させ、惰性で回
転させる。
First, the sequence during the operation of the scanner motor will be described. Based on the initial setting program, the CPU 114 stores a predetermined amount in the capacitor of the sample and hold circuit of the first feedback loop and the second feedback loop, for example, or in the RAM of the microcontroller according to the sequence shown in FIG. Thereafter, while operating each feedback loop in accordance with the set amount, the CPU responds to an image input signal (not shown).
Reference numeral 114 turns on the DRV signal, causes the semiconductor laser unit 107 to emit laser light, and irradiates the polygon mirror 101 with laser light. Then, the motor driver 117 is turned on in order to rotate the scanner motor, and a current is supplied to the bootstrap COIL 1 to apply a pulse to activate the bootstrap COIL 1. Then, as soon as the status signal SUB-RDY signal for stopping the driving of the coil 1 in the activation area becomes active, the coil 1 is stopped and rotated by inertia.

【0059】そして、起動領域から制御領域へ移行する
と、スキャナモータからのステータス信号RDYがイネ
ーブルとなり、“H”状態をCPUに伝える。CPUが
センスしたら直ちにモータドライバ117は、制御用の
COIL2側をオンしてパルスを加え、ブートストラッ
プ用のCOIL1の発振パルスを止めて、微弱電流を流
してブレーキングを行って、収束させることにより回転
数の安定化をはかり、プリント制御を行うのである。
Then, when shifting from the starting area to the control area, the status signal RDY from the scanner motor is enabled, and the "H" state is transmitted to the CPU. Immediately after the CPU senses, the motor driver 117 turns on the control COIL2 side to apply a pulse, stops the oscillation pulse of the bootstrap COIL1, stops the oscillating pulse of the bootstrap COIL1, supplies a weak current to perform braking, and converges. The print speed is controlled by stabilizing the rotation speed.

【0060】この様にして、半導体レーザ駆動装置は、
レーザ電流を駆動するドライブ回路の高周波特性に拘わ
りなく、常にレーザ光量のピーク値とレーザ発光デュー
ティ比の正確なレーザ光量出力を得ることができ、感光
ドラム106を露光して潜像を高密度、高品質に形成で
き、この感光ドラム106から転写される記録紙にも、
高密度、高品質な画像信号が形成される。
As described above, the semiconductor laser driving device is
Irrespective of the high frequency characteristics of the drive circuit that drives the laser current, it is possible to always obtain an accurate laser light quantity output of the laser light duty ratio and the peak value of the laser light quantity. It can be formed with high quality, and the recording paper transferred from the photosensitive drum 106
A high-density, high-quality image signal is formed.

【0061】又、上記実施形態では、レーザビームプリ
ンタについて説明したが、光磁気ディスクの画像やデー
タ記録時における半導体レーザのレーザ駆動について
も、同様に適用できるのは勿論である。
Although the laser beam printer has been described in the above embodiment, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to laser driving of a semiconductor laser at the time of recording an image on a magneto-optical disk or data.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、レーザ電流をONした
ときのレーザ光量を検出し、その検出した値が所定値に
なるように、レーザピーク電流を設定し、レーザ電流を
ON/OFFしたときの平均レーザ光量を検出し、その
検出した値が所定値になるように、レーザ駆動パルスの
検出スライスレベルを調整するので、半導体レーザ特性
およびそのレーザ電流を駆動するドライブ回路の高周波
特性に拘わりなく、常にレーザ光量のピーク値とレーザ
発光デューティ比の正確なレーザ光量出力を得ることが
できる。
According to the present invention, the amount of laser light when the laser current is turned on is detected, the laser peak current is set so that the detected value becomes a predetermined value, and the laser current is turned on / off. The average laser light amount at the time is detected, and the detection slice level of the laser drive pulse is adjusted so that the detected value becomes a predetermined value. Therefore, the semiconductor laser characteristics and the high frequency characteristics of the drive circuit for driving the laser current are affected. Therefore, it is possible to always obtain an accurate laser light quantity output of the peak value of the laser light quantity and the laser emission duty ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態の特徴を最も表す図で
あり、第一の実施形態のブロック図である。
FIG. 1 is a diagram most representing the features of a first embodiment of the present invention, and is a block diagram of the first embodiment.

【図2】図1に使用されるサンプルホールド回路の内部
回路を表す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal circuit of a sample and hold circuit used in FIG.

【図3】第一の実施形態の制御タイミング図である。FIG. 3 is a control timing chart of the first embodiment.

【図4】高速差動アンプの動作とそれに対応するレーザ
光量波形を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of a high-speed differential amplifier and a corresponding laser light amount waveform.

【図5】本発明の第一の実施形態の特徴を最も表す図で
あり、第二の実施形態のブロック図である。
FIG. 5 is a diagram most representing the features of the first embodiment of the present invention, and is a block diagram of the second embodiment.

【図6】本発明の第三の実施形態のレーザプリンタの概
念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a laser printer according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 半導体レーザダイオード 2 PINフォトダイオード 3 高速電流スイッチ 4 電圧電流変換器 5 電流電圧変換器 6 差動アンプ 7 基準電圧 8 ローパスフィルタ又は積分回路 9 基準電圧 10 差動アンプ 11 高速ORゲート 12 高速差動アンプ 13 サンプルホールド回路 14 サンプルホールド回路 15 アナログスイッチ 16 FET 17 コンデンサ 20 AD変換器 22,23 DA変換器 24 マイクロコントローラ[Description of Signs] 1 semiconductor laser diode 2 PIN photodiode 3 high-speed current switch 4 voltage-current converter 5 current-voltage converter 6 differential amplifier 7 reference voltage 8 low-pass filter or integration circuit 9 reference voltage 10 differential amplifier 11 high-speed OR Gate 12 High-speed differential amplifier 13 Sample hold circuit 14 Sample hold circuit 15 Analog switch 16 FET 17 Capacitor 20 AD converter 22, 23 DA converter 24 Microcontroller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸田 徹夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA23 BA01 BA04 DA01 FA05 HA03 HA45 KA02 5F073 BA06 BA07 EA13 EA14 GA03 GA04 GA12 GA24 GA38  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tetsuo Kishida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 5D119 AA23 BA01 BA04 DA01 FA05 HA03 HA45 KA02 5F073 BA06 BA07 EA13 EA14 GA03 GA04 GA12 GA24 GA38

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザのレーザ駆動装置であっ
て、当該半導体レーザの光量レベルを一定化する第一の
フィードバック手段と、前記半導体レーザの平均光パワ
ーを所定値に設定する第二のフィードバック手段とを備
え、予め画像信号に相当する値を入力して、前記第一の
フィードバック手段内の記憶部に前記光量レベルの設定
量を格納し、次に前記第二のフィードバック手段内の記
憶部に前記平均光パワーの設定量を格納し、上記各設定
量に従って前記各フィードバック手段を動作させつつ前
記半導体レーザを駆動することを特徴とするレーザ駆動
装置。
1. A laser driving apparatus for a semiconductor laser, comprising: first feedback means for stabilizing a light amount level of the semiconductor laser; and second feedback means for setting an average light power of the semiconductor laser to a predetermined value. And a value corresponding to the image signal is input in advance, the set amount of the light amount level is stored in the storage unit in the first feedback unit, and then the storage amount in the second feedback unit is stored. A laser driving device which stores a set amount of the average optical power and drives the semiconductor laser while operating each of the feedback means according to each set amount.
【請求項2】 半導体レーザの光パワーを検出する第一
の光パワー検出手段と、前記半導体レーザにオン/オフ
電流を流すレーザ電流駆動手段と、目標のピーク光パワ
ーを設定する第一の光パワー設定手段と、前記第一の光
パワー検出手段の光パワーと前記第一の光パワー設定手
段の光パワーとを比較し、前記第一の光パワー検出手段
の光パワーが前記第一の光パワー設定手段の光パワーに
等しくなるように前記レーザ電流駆動手段の出力オン電
流を制御する第一のフィードバック手段と、 目標の平均光パワーを設定する第二の光パワー設定手段
と、前記半導体レーザの平均光パワーを検出する第二の
光パワー検出手段と、前記第二の光パワー設定手段の平
均光パワーと前記第二の光パワー検出手段の平均光パワ
ーとの電圧誤差を検出する誤差検出器と、外部からの画
像信号電圧と前記誤差検出器の電圧誤差の差分電圧を検
出する差動増幅手段と、前記差動増幅手段の出力を前記
レーザ電流駆動手段にフィードバックさせる第二のフィ
ードバック手段とを備えたレーザ駆動装置において、 前記画像信号として所定周期のクロック信号を受け取る
モードを設け、前記誤差検出器は前記クロック信号の入
力時において前記第二の光パワー検出手段の出力が前記
第二の光パワー設定手段の出力に等しくなるように作用
し、また前記誤差検出器は前記クロック信号の入力時の
誤差検出器の出力電圧を保持する機能を備えたことを特
徴とするレーザ駆動装置。
2. A first optical power detecting means for detecting an optical power of a semiconductor laser, a laser current driving means for supplying an on / off current to the semiconductor laser, and a first light for setting a target peak optical power. Power setting means, comparing the optical power of the first optical power detecting means with the optical power of the first optical power setting means, wherein the optical power of the first optical power detecting means is equal to the first optical power. First feedback means for controlling the output on-current of the laser current driving means so as to be equal to the optical power of the power setting means; second optical power setting means for setting a target average optical power; and the semiconductor laser A second optical power detecting means for detecting the average optical power of the second optical power setting means and an error detecting the voltage error between the average optical power of the second optical power setting means and the average optical power of the second optical power detecting means. A detector, a differential amplifier for detecting a difference voltage between an external image signal voltage and a voltage error of the error detector, and a second feedback for feeding back an output of the differential amplifier to the laser current driver. Means for receiving a clock signal having a predetermined period as said image signal, wherein said error detector outputs said second optical power detection means when said clock signal is input. A laser driving device which operates so as to be equal to an output of the second optical power setting means, and wherein the error detector has a function of holding an output voltage of the error detector when the clock signal is input. .
【請求項3】 請求項2に記載のレーザ駆動装置におい
て、前記第二の光パワー検出手段は前記第一の光パワー
検出手段の出力信号が入力されるローパスフィルタ回路
からなることを特徴とするレーザ駆動装置。
3. The laser driving device according to claim 2, wherein said second optical power detecting means comprises a low-pass filter circuit to which an output signal of said first optical power detecting means is inputted. Laser drive.
【請求項4】 請求項2に記載のレーザ駆動装置におい
て、前記誤差検出器は前記第二の光パワー設定手段の出
力と前記第二の光パワー検出手段の出力との差分電圧を
増幅する差動増幅器と前記差動増幅器の出力電圧をサン
プルホールドするサンプルホールド回路からなることを
特徴とするレーザ駆動装置。
4. The laser driving device according to claim 2, wherein the error detector amplifies a difference voltage between an output of the second optical power setting unit and an output of the second optical power detection unit. A laser drive device comprising: a dynamic amplifier; and a sample and hold circuit that samples and holds an output voltage of the differential amplifier.
【請求項5】 請求項2に記載のレーザ駆動装置におい
て、前記第二の光パワー設定手段はデジタルデータを出
力し、前記誤差検出器は前記第二の光パワー検出手段の
出力をデジタルデータに変換するAD変換器と、前記第
二の光パワー設定手段の出力と前記AD変換器の出力デ
ータを比較するマイクロコントローラと、前記マイクロ
コントローラから出力されるデータをアナログ値に変換
するDA変換器とを備えた回路から構成され、前記マイ
クロコントローラは前記AD変換器の出力データを前記
第二の光パワー設定手段の出力データに等しくするよう
作用することを特徴とするレーザ駆動装置。
5. The laser driving device according to claim 2, wherein said second optical power setting means outputs digital data, and said error detector converts an output of said second optical power detecting means into digital data. An A / D converter for conversion, a microcontroller for comparing the output of the second optical power setting means with the output data of the A / D converter, and a D / A converter for converting data output from the microcontroller to an analog value. Wherein the microcontroller operates to make output data of the AD converter equal to output data of the second optical power setting means.
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