JP2004165444A

JP2004165444A - Semiconductor laser driving-gear

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Publication number: JP2004165444A
Application number: JP2002329765A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ikeda; 順一池田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: JP4141807B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser driving-gear capable of reducing the time required for starting APC operation by starting the APC operation according to the response speed of a photodiode PD. <P>SOLUTION: A delay time of a delay circuit 10 is set according to a DATA signal Sd from a control circuit 9. At APC operation, the control circuit 9 asserts the DATA signal Sd to turn on a switch circuit 6, and then, after a lapse of the delay time set by the delay circuit 10, an ASW control signal Sa is asserted to turn on an analogue switch 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタの光書き込み、光データ通信、光ディスク装置等に使用される半導体レーザ駆動回路に関し、特にレーザダイオードの駆動を行う半導体レーザ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザであるレーザダイオードは、小型で安価であり、しかも電流を流すだけで容易にレーザ光を得ることができるため、プリンタ・光ディスク・光通信等の分野で広く使用されている。しかし、そのレーザダイオードの電流−光出力特性は温度依存性を有するため、一定の光出力を得るためにはＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる特別な発光量制御を行う必要があった。該ＡＰＣは、レーザダイオードに内蔵されているＰｉｎＰＤ（ＰＩＮＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ：以下フォトダイオードと呼ぶ）の出力電流を用いて行われる。フォトダイオードはレーザダイオードの発光量に応じた電流を出力し、該出力電流は温度依存性を持たないため、フォトダイオードの出力電流値をモニタすることでレーザダイオードの光出力を一定に制御することができる。
【０００３】
図６は、従来の半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。図６において、制御回路１０９から出力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄがアサートされると、スイッチ回路１０５がオンして電圧−電流変換回路１０４とレーザダイオードＬＤのカソードとを接続し、レーザダイオードＬＤが発光する。また、ＤＡＴＡ信号Ｓｄは、遅延回路１０８で遅延されてＡＳＷ制御信号Ｓａとしてアナログスイッチ１０２に出力され、ＤＡＴＡ信号Ｓｄがアサートされて該遅延回路１０８からのＡＳＷ制御信号Ｓａがアサートされると、アナログスイッチ１０２はオンしてＡＰＣ動作が開始される。
【０００４】
フォトダイオードＰＤは、レーザダイオードＬＤの発光量に比例した電流を可変抵抗１０７に供給し、可変抵抗１０７の両端電圧である電圧Ｖｐｄが上昇する。該電圧Ｖｐｄは、演算増幅器１０１の反転入力端に入力され、演算増幅器１０１の非反転入力端には基準電圧発生回路１０６からの所定の基準電圧Ｖｒが入力されている。このため、電圧Ｖｐｄが基準電圧Ｖｒになるように電圧−電流変換回路１０４からレーザダイオードＬＤに供給される電流量が制御される。
【０００５】
ここで、遅延回路１０８が必要な理由について説明する。
図６で示すように、フォトダイオードＰＤには寄生容量ＣＰが存在し、該寄生容量ＣＰは等価的にフォトダイオードＰＤに並列に接続されている。レーザダイオードＬＤが発光した当初は、フォトダイオードＰＤから供給される電流の多くは寄生容量ＣＰを充電するために使用され、可変抵抗１０７にはわずかしか電流が流れない。時間が経過するにしたがって、寄生容量ＣＰへの充電電流が減少し、可変抵抗１０７に流れる電流が増加するようになるため、電圧Ｖｐｄは図７に示すようにある程度の時間をかけて上昇する。この上昇速度は、寄生容量ＣＰが大きいほど、またレーザダイオードＬＤの発光量が小さいほど遅くなり、使用するレーザダイオードＬＤとそれに組み込まれているフォトダイオードＰＤの特性によって大きく変動するものである。
【０００６】
ＤＡＴＡ信号Ｓｄがアサートされると同時にアナログスイッチ１０２をオンさせてＡＰＣ動作を行うと、前述したように電圧Ｖｐｄの変化が遅延する影響で、レーザダイオードＬＤの発光量が目標値に達しているにもかかわらず、電圧Ｖｐｄが目標電圧に達していないため、演算増幅器１０１は出力電圧を増加させてレーザダイオードＬＤに供給される電流が増加し、レーザダイオードＬＤの発光量が増加してしまう。逆に、電圧Ｖｐｄが基準電圧Ｖｒに達した後は、レーザダイオードＬＤの電流を低下させ過ぎて、図８に示すようにレーザダイオードＬＤの発光量はハンチングを起こしてしまい、ＡＣＰ動作が正常に行われるまでに長い時間を要していた。
【０００７】
そこで、ＤＡＴＡ信号Ｓｄを、レーザダイオードＬＤが発光してから、電圧Ｖｐｄが基準電圧Ｖｒの近傍になるまでの時間、遅延回路１０８で遅延させてから、アナログスイッチ１０２に出力してＡＰＣ動作を開始させるようにすることで、図８に示したような発光量のハンチングを防止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フォトダイオードＰＤの寄生容量ＣＰやフォトダイオードＰＤから流れる電流の各バラツキによって、電圧Ｖｐｄの応答時間は、図７に示すように応答の速いフォトダイオードＰＤの場合と応答の遅いフォトダイオードＰＤの場合とで大きくばらつく。そこで、遅延回路１０８の遅延時間は、最も応答の遅いフォトダイオードＰＤを使用した場合の時間に設定することになるが、このようにすると、応答の速いフォトダイオードＰＤを使用した場合でも、ＡＰＣ動作を開始までの時間を短縮することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、フォトダイオードＰＤの応答速度に合わせてＡＰＣ動作を開始することができるようにして、ＡＰＣ動作開始までの時間を短縮させることができる半導体レーザ駆動装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、レーザダイオードの発光量をモニタして該発光量に応じた電流を出力するフォトダイオードの出力電流を検出し、該検出した出力電流に基づいて前記レーザダイオードの発光量が所定値になるように制御するＡＰＣ動作を行う半導体レーザ駆動装置において、
前記レーザダイオードの発光量を検出し、該検出した発光量を電圧に変換して出力する発光量検出回路部と、
入力された電圧を電流に変換して前記レーザダイオードに供給する電圧−電流変換回路部と、
前記発光量検出回路部からの出力電圧があらかじめ設定された所定値になるように該電圧−電流変換回路部の入力電圧を制御して前記レーザダイオードの発光量を制御する発光量制御回路部と、
入力された第１制御信号に応じて、該発光量制御回路部から出力された電圧の前記電圧−電流変回路部への出力制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記発光量制御回路部から該第１スイッチ回路部を介して前記電圧−電流変換回路部に出力された電圧を保持するコンデンサからなる電圧保持回路部と、
入力された第２制御信号に応じて、前記電圧−電流変換回路部から出力された電流の前記レーザダイオードへの出力制御を行う第２スイッチ回路部と、
前記第２スイッチ回路部に対して、第２制御信号を出力して動作制御を行う制御回路部と、
該制御回路部から出力された第２制御信号を設定された時間遅延させて前記第１制御信号を生成し、該生成した第１制御信号を前記第１スイッチ回路部に出力する遅延回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、遅延回路部に対して前記遅延時間を所望の値に設定するものである。
【００１１】
具体的には、前記遅延回路部は、抵抗とコンデンサの時定数によって遅延時間が設定されるようにした。
【００１２】
この場合、前記遅延回路部は、
複数の抵抗と、
該抵抗の接続を切り換える複数のスイッチ素子と、
所定の容量を有するコンデンサと、
を備え、
前記制御回路部は、前記各スイッチ素子のスイッチング制御を行って時定数を変え前記遅延回路部の遅延時間を所望の値に設定するようにしてもよい。
【００１３】
また、この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、レーザダイオードの発光量をモニタして該発光量に応じた電流を出力するフォトダイオードの出力電流を検出し、該検出した出力電流に基づいて前記レーザダイオードの発光量が所定値になるように制御するＡＰＣ動作を行う半導体レーザ駆動装置において、
前記レーザダイオードの発光量を検出し、該検出した発光量を電圧に変換して出力する発光量検出回路部と、
入力された電圧を電流に変換して前記レーザダイオードに供給する電圧−電流変換回路部と、
前記発光量検出回路部からの出力電圧があらかじめ設定された所定値になるように該電圧−電流変換回路部の入力電圧を制御して前記レーザダイオードの発光量を制御する発光量制御回路部と、
入力された第１制御信号に応じて、該発光量制御回路部から出力された電圧の前記電圧−電流変回路部への出力制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記発光量制御回路部から該第１スイッチ回路部を介して前記電圧−電流変換回路部に出力された電圧を保持するコンデンサからなる電圧保持回路部と、
入力された第２制御信号に応じて、前記電圧−電流変換回路部から出力された電流の前記レーザダイオードへの出力制御を行う第２スイッチ回路部と、
前記第２スイッチ回路部に対して、第２制御信号を出力して動作制御を行う制御回路部と、
該制御回路部から出力された第２制御信号を、抵抗とコンデンサの時定数によって設定された時間遅延させて前記第１制御信号を生成し、該生成した第１制御信号を前記第１スイッチ回路部に出力する遅延回路部と、
を備え、
前記遅延回路部は、
複数の抵抗と、
該抵抗の接続を切り換える複数のヒューズと、
所定の容量を有するコンデンサと、
で構成され、前記各ヒューズがあらかじめ選択的に切断されて前記時定数が設定され前記遅延時間を所望の値に設定されるものである。
【００１４】
また、前記電圧−電流変換回路部、発光量制御回路部、第１スイッチ回路部、電圧保持回路部、第２スイッチ回路部、制御回路部及び遅延回路部は、１つのＩＣに集積されるようにしてもよい。
【００１５】
また、この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、レーザダイオードの発光量をモニタして該発光量に応じた電流を出力するフォトダイオードの出力電流を検出し、該検出した出力電流に基づいて前記レーザダイオードの発光量が所定値になるように制御するＡＰＣ動作を行う半導体レーザ駆動装置において、
前記レーザダイオードの発光量を検出し、該検出した発光量を電圧に変換して出力する発光量検出回路部と、
入力された電圧を電流に変換して前記レーザダイオードに供給する電圧−電流変換回路部と、
前記発光量検出回路部からの出力電圧があらかじめ設定された所定値になるように該電圧−電流変換回路部の入力電圧を制御して前記レーザダイオードの発光量を制御する発光量制御回路部と、
入力された第１制御信号に応じて、該発光量制御回路部から出力された電圧の前記電圧−電流変回路部への出力制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記発光量制御回路部から該第１スイッチ回路部を介して前記電圧−電流変換回路部に出力された電圧を保持するコンデンサからなる電圧保持回路部と、
入力された第２制御信号に応じて、前記電圧−電流変換回路部から出力された電流の前記レーザダイオードへの出力制御を行う第２スイッチ回路部と、
前記第２スイッチ回路部に対して、第２制御信号を出力して動作制御を行う制御回路部と、
該制御回路部から出力された第２制御信号を、抵抗とコンデンサの時定数によって設定された時間遅延させて前記第１制御信号を生成し、該生成した第１制御信号を前記第１スイッチ回路部に出力する遅延回路部と、
を備え、
前記電圧−電流変換回路部、発光量制御回路部、第１スイッチ回路部、電圧保持回路部、第２スイッチ回路部、制御回路部及び遅延回路部のコンデンサは、１つのＩＣに集積され、前記遅延回路部の抵抗は該ＩＣに外付けされるようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。
図１において、半導体レーザ駆動装置１は、演算増幅器２、アナログスイッチ３、演算増幅器２の出力電圧を記憶するホールドコンデンサ４、電圧−電流変換回路５、入力された制御信号に応じてスイッチングを行うスイッチ回路６、可変抵抗７及び所定の基準電圧Ｖｒを生成して出力する基準電圧発生回路８を備えている。
【００１７】
更に、半導体レーザ駆動装置１は、アナログスイッチ３とスイッチ回路６の動作制御をそれぞれ行う制御回路９、該制御回路９から遅延時間が設定される遅延回路１０及びフォトダイオードＰＤを備えている。なお、図１では、演算増幅器２の出力電圧が大きくなるほどレーザダイオードＬＤに流れる電流が増加する場合を例にして示している。また、演算増幅器２及び基準電圧発生回路８は発光量制御回路部をなし、アナログスイッチ３は第１スイッチ回路部を、ホールドコンデンサ４は電圧保持回路部を、スイッチ回路６は第２スイッチ回路部を、可変抵抗７及びフォトダイオードＰＤは発光量検出回路部を、制御回路９は制御回路部を、遅延回路１０は遅延回路部をそれぞれなす。
【００１８】
演算増幅器２の非反転入力端と接地電圧との間に基準電圧発生回路８が接続され、演算増幅器２の非反転入力端には基準電圧発生回路８からの基準電圧Ｖｒが入力されている。演算増幅器２の出力端はアナログスイッチ３の一端に接続され、アナログスイッチ３の他端は電圧−電流変換回路５に接続されており、該接続部と接地電圧との間にはホールドコンデンサ４が接続されている。スイッチ回路６は、制御回路９から制御信号であるＤＡＴＡ信号Ｓｄが入力されており、該ＤＡＴＡ信号Ｓｄは、遅延回路１０で遅延されてＡＳＷ制御信号Ｓａとしてアナログスイッチ３に出力される。なお、ＡＳＷ制御信号Ｓａは第１制御信号を、ＤＡＴＡ信号Ｓｄは第２制御信号をそれぞれなす。
【００１９】
遅延回路１０は、制御回路９からの遅延時間設定信号Ｓｃによって遅延時間が設定され、入力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄを該設定された遅延時間だけ遅延させてアナログスイッチ３にＡＳＷ制御信号Ｓａとして出力する。アナログスイッチ３は、入力されたＡＳＷ制御信号Ｓａに応じてスイッチングを行い、ホールドコンデンサ４の高圧側電圧（以下、ホールドコンデンサ４の電圧と呼ぶ）をホールドするために、ホールドコンデンサ４と演算増幅器２の出力端との接続の切断を行う。
【００２０】
電圧−電流変換回路５は、入力された電圧をレーザダイオードＬＤの駆動電流に変換するものであり、スイッチ回路６を介してレーザダイオードＬＤのカソードに接続され、レーザダイオードＬＤのアノードは電源電圧Ｖｄｄに接続されている。スイッチ回路６は、制御回路９からＤＡＴＡ信号Ｓｄが入力され、該入力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄに応じてスイッチングを行う。このことにより、スイッチ回路６は、レーザダイオードＬＤに駆動電流を供給するために、電圧−電流変換回路５とレーザダイオードＬＤとの接続制御を行う。ＤＡＴＡ信号ＳｄがアサートされてＡＳＷ制御信号Ｓａがアサートされると、アナログスイッチ３によって演算増幅器２の出力端にホールドコンデンサ４及び電圧−電流変換回路５がそれぞれ接続され、ＡＰＣ動作が開始される。
【００２１】
一方、フォトダイオードＰＤのカソードは電源電圧に接続され、フォトダイオードＰＤのアノードと接地電圧との間に可変抵抗７が接続されている。また、フォトダイオードＰＤのアノードと可変抵抗７との接続部の電圧Ｖｐｄは、演算増幅器２の反転入力端に出力される。フォトダイオードＰＤは、レーザダイオードＬＤの発光量をモニタしレーザダイオードＬＤの発光量に比例した電流を可変抵抗７に供給する。可変抵抗７は、フォトダイオードＰＤから供給された電流を電圧Ｖｐｄに変換し、該電圧Ｖｐｄは演算増幅器２の反転入力端に出力される。
【００２２】
演算増幅器２は、入力された電圧Ｖｐｄが基準電圧Ｖｒに等しくなるように、電圧−電流変換回路５に入力される電圧を制御してレーザダイオードＬＤに供給する電流を制御する。また、ホールドコンデンサ４の電圧は、演算増幅器２の出力電圧で充電されているため、演算増幅器２の出力電圧と同じである。アナログスイッチ３がオフすると、このときの演算増幅器２の出力電圧が、ホールドコンデンサ４に記憶される。
【００２３】
アナログスイッチ３とホールドコンデンサ４はサンプルホールド回路を形成しており、制御回路９は、ＡＰＣ期間中はスイッチ回路６をオンさせて電圧−電流変換回路５とレーザダイオードＬＤとを接続した後、遅延回路１０に設定した遅延時間後にアナログスイッチ３をオンにし、演算増幅器２の出力電圧でホールドコンデンサ４を充電する。ＡＰＣ動作が終了する場合は、スイッチ回路６をオフさせて電圧−電流変換回路５とレーザダイオードＬＤとの接続を遮断した後、遅延回路１０に設定した遅延時間後にアナログスイッチ３をオフにして、演算増幅器２の出力電圧がホールドコンデンサ４にホールドされる。
【００２４】
図２は、遅延回路１０の回路例を示した図である。
図２において、遅延回路１０は、ｎ（ｎは、ｎ＞１の自然数）個の抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの対応する抵抗にそれぞれ並列に接続されたｎ個のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎと、コンデンサＣ１で構成されている。抵抗Ｒ１〜Ｒｎは直列に接続され、該直列回路の一端にＤＡＴＡ信号Ｓｄが入力され、該直列回路の他端と接地電圧との間にコンデンサＣ１が接続されている。スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎは、半導体集積回路に組み込まれた電子スイッチで構成され、制御回路９から出力された遅延時間設定信号Ｓｃに応じて、それぞれオン／オフが設定され、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗回路の合成抵抗値が設定される。該合成抵抗値とコンデンサＣ１の時定数から遅延回路１０の遅延時間が設定される。
【００２５】
抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値は同じでもよいが、それぞれ異なった値に、例えば２の倍数に重み付けした値にすることで、少ない抵抗で多くの合成抵抗値が得られる。具体的には、抵抗Ｒ１の抵抗値を１とすると、抵抗Ｒ２の抵抗値を２に、抵抗Ｒｎの値を２^ｎ−１にする。
【００２６】
このように、本第１の実施の形態における半導体レーザ駆動装置は、制御回路９からのＤＡＴＡ信号Ｓｄに応じて遅延回路１０の遅延時間を設定するようにしたことから、使用するレーザダイオードＬＤの特性に合わせて最適な遅延時間を設定することができ、レーザダイオードＬＤの発光パワーや発光量制御電圧範囲等の使用条件に合わせて、スイッチ回路のスイッチングを行ってからアナログスイッチをスイッチングさせる遅延時間を最適に設定することができ、ＡＰＣ動作開始までの時間を短縮させることができる。
【００２７】
第２の実施の形態．
前記第１の実施の形態では、制御回路９からのＤＡＴＡ信号Ｓｄに応じて遅延回路１０の遅延時間を設定するようにしたが、制御回路９からの信号を使用せずに遅延回路の遅延時間を設定できるようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第２の実施の形態とする。
図３は、本発明の第２の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。なお、図３では、図１と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図１との相違点のみ説明する。
【００２８】
図３における図１との相違点は、図１の遅延回路１０の回路構成を変え制御回路９からの遅延時間設定信号Ｓｃを使用せずに遅延時間の設定が行えるようにしたことにあり、これに伴って、図１の遅延回路１０を遅延回路３１にし、これに伴って図１の半導体レーザ駆動装置１を半導体レーザ駆動装置３０にしたことにある。
【００２９】
図３において、半導体レーザ駆動装置３０は、演算増幅器２、アナログスイッチ３、ホールドコンデンサ４、電圧−電流変換回路５、スイッチ回路６、可変抵抗７、基準電圧発生回路８、制御回路９、所望の遅延時間が設定される遅延回路３１及びフォトダイオードＰＤを備えている。遅延回路３１は、入力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄを該設定された遅延時間だけ遅延させてＡＳＷ制御信号Ｓａとしてアナログスイッチ３に出力する。なお、遅延回路３１は、遅延回路部をなす。
【００３０】
図４は、遅延回路３１の回路例を示した図である。なお、図４では、図２と同じもの又は同様のものは同じ符号で示している。
図４において、遅延回路３１は、抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの対応する抵抗に並列に接続されたｎ個のヒューズＦ１〜Ｆｎと、コンデンサＣ１で構成されている。抵抗Ｒ１〜Ｒｎは直列に接続され、該直列回路の一端にＤＡＴＡ信号Ｓｄが入力され、該直列回路の他端と接地電圧との間にコンデンサＣ１が接続されている。ヒューズＦ１〜Ｆｎは、所望の遅延時間が得られるように選択的に切断されて、抵抗Ｒ１〜Ｒｎの抵抗回路の合成抵抗値が設定される。該合成抵抗値とコンデンサＣ１の時定数から遅延回路３１の遅延時間が設定される。ヒューズＦ１〜Ｆｎは、半導体集積回路に組み込まれており、レーザトリミング等を使用してヒューズを切断することで、所望の合成抵抗値を得る。
【００３１】
このように、本第２の実施の形態における半導体レーザ駆動装置は、遅延回路３１のヒューズＦ１〜Ｆｎを選択的に切断することにより、遅延回路３１の遅延時間を設定するようにしたことから、レーザトリミングを使用して、半導体集積回路に組み込まれたヒューズを切断することで、所望の合成抵抗値を得ることができ、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
第３の実施の形態．
前記第１及び第２の各実施の形態では、複数の抵抗から所望の抵抗を選択して合成抵抗を生成することにより、遅延回路における所望の遅延時間を得るようにしたが、抵抗とコンデンサの時定数で遅延回路の遅延時間を設定する際、該抵抗をＩＣに外付けするようにして、該外付け抵抗の抵抗値を変えることにより遅延回路の遅延時間を設定するようにしてもよく、このようにしたものを本発明の第３の実施の形態とする。
【００３３】
図５は、本発明の第３の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。なお、図５では、図３と同じもの又は同様のものは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図３との相違点のみ説明する。
図５における図３との相違点は、図３の遅延回路３１の回路構成を変え制御回路９からの遅延時間設定信号Ｓｃを使用せずに遅延時間の設定が行えるようにしたことにあり、これに伴って、図３の遅延回路３１を遅延回路４１にし、図３の半導体レーザ駆動装置３０を半導体レーザ駆動装置４０にした。
【００３４】
図５において、半導体レーザ駆動装置４０は、演算増幅器２、アナログスイッチ３、ホールドコンデンサ４、電圧−電流変換回路５、スイッチ回路６、可変抵抗７、基準電圧発生回路８、制御回路９、所望の遅延時間が設定される遅延回路４１及びフォトダイオードＰＤを備えている。遅延回路４１は、入力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄを該設定された遅延時間だけ遅延させてアナログスイッチ３にＡＳＷ制御信号Ｓａとして出力する。なお、遅延回路４１は遅延回路部をなす。
【００３５】
遅延回路４１は、ＩＣに外付けされた抵抗Ｒと、コンデンサＣ１で構成されている。抵抗Ｒの一端が接続された外部端子Ｄ２にＤＡＴＡ信号Ｓｄが入力され、抵抗Ｒの他端が接続された外部端子Ｄ１と接地電圧との間にコンデンサＣ１が接続されている。演算増幅器２、アナログスイッチ３、ホールドコンデンサ４、電圧−電流変換回路５、スイッチ回路６、基準電圧発生回路８、制御回路９及び遅延回路４１のコンデンサＣ１は１つのＩＣに集積されており、該ＩＣには、外部端子Ｄ１及びＤ２が設けられている。
【００３６】
また、外部端子Ｄ１は、アナログスイッチ３の制御信号入力端に接続されている。制御回路９から出力されたＤＡＴＡ信号Ｓｄは、遅延回路４１の入力端をなす外部端子Ｄ２にも入力され、抵抗ＲとコンデンサＣ１の時定数で設定された遅延時間だけ遅延されて、ＡＳＷ制御信号Ｓａとしてアナログスイッチ３に出力される。
【００３７】
このように、本第３の実施の形態における半導体レーザ駆動装置は、遅延回路４１の抵抗ＲをＩＣに外付けすることによって、前記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に、遅延回路の時定数を形成する抵抗値を広範囲に選択することができ、スイッチ素子やヒューズも不要となるため、安価でしかもより多種類のレーザダイオードに対応することができる。
【００３８】
なお、前記第１及び第２の各実施の形態では、抵抗Ｒ１〜Ｒｎを直列にした接続し、該各抵抗Ｒ１〜Ｒｎに対応するスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎ又は対応するヒューズＦ１〜Ｆｎを並列に接続したが、これは一例であり、本発明はこれに限定するものではない。
【００３９】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の半導体レーザ駆動装置によれば、ＡＰＣ動作を開始させる遅延回路部の遅延時間を可変できるようにしたことから、レーザダイオードの特性に合わせて最適な遅延時間を選択することができ、ＡＰＣ動作を高速に行うことができる。
【００４０】
また、遅延回路部の遅延時間の設定を抵抗値の切り替えで行えるようにしたことから、簡単な回路構成で遅延時間を容易に変えることができるため安価にシステムを構成することができる。
【００４１】
また、遅延回路部の時定数を形成する抵抗をＩＣに外付けするようにしたことから、より広範囲に時定数の抵抗値を選択することができ、スイッチ素子やヒューズ等も不要になるため、安価な構成で多くの種類のレーザダイオードに対して、それぞれのレーザダイオードの特性に合わせた最適な遅延時間を選択することができ、ＡＰＣ動作を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。
【図２】図１における遅延回路１０の回路例を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。
【図４】図３における遅延回路３１の回路例を示した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。
【図６】従来の半導体レーザ駆動装置の例を示した図である。
【図７】ＡＰＣ動作時における図６の各信号例を示したタイミングチャートである。
【図８】図６におけるレーザダイオードＬＤの発光量の特性例を示した図である。
【符号の説明】
１，３０，４０半導体レーザ駆動装置
２演算増幅器
３アナログスイッチ
４ホールドコンデンサ
５電圧−電流変換回路
６スイッチ回路
７可変抵抗
８基準電圧発生回路
９制御回路
１０，３１，４１遅延回路
ＰＤフォトダイオード
ＬＤレーザダイオード[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser drive circuit used for optical writing of a laser printer, optical data communication, an optical disk device, and the like, and particularly to a semiconductor laser drive device for driving a laser diode.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Laser diodes, which are semiconductor lasers, are small and inexpensive, and can easily obtain laser light only by passing an electric current. However, since the current-light output characteristic of the laser diode has temperature dependency, it is necessary to perform a special light emission amount control called APC (Automatic Power Control) to obtain a constant light output. The APC is performed using an output current of a PinPD (Pin Photo Diode: hereinafter referred to as a photodiode) built in the laser diode. The photodiode outputs a current corresponding to the amount of light emitted from the laser diode, and since the output current does not have a temperature dependency, it is necessary to control the light output of the laser diode to be constant by monitoring the output current value of the photodiode. Can be.
[0003]
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional semiconductor laser driving device. In FIG. 6, when the DATA signal Sd output from the control circuit 109 is asserted, the switch circuit 105 is turned on to connect the voltage-current conversion circuit 104 to the cathode of the laser diode LD, and the laser diode LD emits light. . The DATA signal Sd is delayed by the delay circuit 108 and output to the analog switch 102 as an ASW control signal Sa. When the DATA signal Sd is asserted and the ASW control signal Sa from the delay circuit 108 is asserted, The switch 102 is turned on to start the APC operation.
[0004]
The photodiode PD supplies a current proportional to the amount of light emitted from the laser diode LD to the variable resistor 107, and the voltage Vpd, which is a voltage across the variable resistor 107, increases. The voltage Vpd is input to an inverting input terminal of the operational amplifier 101, and a predetermined reference voltage Vr from the reference voltage generating circuit 106 is input to a non-inverting input terminal of the operational amplifier 101. Therefore, the amount of current supplied from the voltage-current conversion circuit 104 to the laser diode LD is controlled so that the voltage Vpd becomes the reference voltage Vr.
[0005]
Here, the reason why the delay circuit 108 is necessary will be described.
As shown in FIG. 6, a parasitic capacitance CP exists in the photodiode PD, and the parasitic capacitance CP is equivalently connected in parallel to the photodiode PD. When the laser diode LD emits light, much of the current supplied from the photodiode PD is used to charge the parasitic capacitance CP, and only a small amount of current flows through the variable resistor 107. As time elapses, the charging current to the parasitic capacitance CP decreases, and the current flowing through the variable resistor 107 increases, so that the voltage Vpd increases over a certain period of time as shown in FIG. This rising speed becomes slower as the parasitic capacitance CP is larger and the light emission amount of the laser diode LD is smaller, and greatly varies depending on the characteristics of the laser diode LD used and the photodiode PD incorporated therein.
[0006]
When the APC operation is performed by turning on the analog switch 102 at the same time when the DATA signal Sd is asserted, the light emission amount of the laser diode LD may reach the target value due to the delay in the change of the voltage Vpd as described above. Nevertheless, since the voltage Vpd has not reached the target voltage, the operational amplifier 101 increases the output voltage, the current supplied to the laser diode LD increases, and the light emission amount of the laser diode LD increases. Conversely, after the voltage Vpd reaches the reference voltage Vr, the current of the laser diode LD decreases too much, and the light emission amount of the laser diode LD hunts as shown in FIG. It took a long time to be done.
[0007]
Therefore, the DATA signal Sd is delayed by the delay circuit 108 for a time from when the laser diode LD emits light until the voltage Vpd becomes close to the reference voltage Vr, and is output to the analog switch 102 to start the APC operation. By doing so, hunting of the light emission amount as shown in FIG. 8 can be prevented.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the response time of the voltage Vpd depends on the parasitic capacitance CP of the photodiode PD and the variation in the current flowing from the photodiode PD, as shown in FIG. It greatly varies depending on the case. Therefore, the delay time of the delay circuit 108 is set to the time when the photodiode PD with the slowest response is used. In this case, even when the photodiode PD with the fast response is used, the APC operation is performed. There is a problem that the time until the start cannot be shortened.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and enables the APC operation to be started in accordance with the response speed of the photodiode PD, thereby shortening the time until the start of the APC operation. It is an object of the present invention to obtain a semiconductor laser driving device capable of performing the above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor laser driving device according to the present invention monitors an amount of light emitted from a laser diode, detects an output current of a photodiode that outputs a current corresponding to the amount of emitted light, and detects the output current of the laser diode based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation for controlling a light emission amount to a predetermined value,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
A delay circuit unit that generates the first control signal by delaying a second control signal output from the control circuit unit for a set time, and outputs the generated first control signal to the first switch circuit unit; ,
With
The control circuit unit sets the delay time to a desired value for the delay circuit unit.
[0011]
Specifically, in the delay circuit section, a delay time is set by a time constant of a resistor and a capacitor.
[0012]
In this case, the delay circuit section includes:
Multiple resistors,
A plurality of switch elements for switching connection of the resistor;
A capacitor having a predetermined capacity;
With
The control circuit section may perform switching control of the switch elements to change a time constant and set a delay time of the delay circuit section to a desired value.
[0013]
Further, the semiconductor laser driving device according to the present invention monitors the light emission amount of the laser diode, detects the output current of the photodiode that outputs a current corresponding to the light emission amount, and detects the laser current based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation for controlling a light emission amount of a diode to a predetermined value,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
The first control signal is generated by delaying a second control signal output from the control circuit unit by a time set by a time constant of a resistor and a capacitor, and generating the first control signal by the first switch circuit. A delay circuit section that outputs the
With
The delay circuit section includes:
Multiple resistors,
A plurality of fuses for switching connection of the resistor;
A capacitor having a predetermined capacity;
Wherein each of the fuses is selectively cut in advance, the time constant is set, and the delay time is set to a desired value.
[0014]
The voltage-current conversion circuit, the light emission control circuit, the first switch circuit, the voltage holding circuit, the second switch circuit, the control circuit, and the delay circuit may be integrated into one IC. It may be.
[0015]
Further, the semiconductor laser driving device according to the present invention monitors the light emission amount of the laser diode, detects the output current of the photodiode that outputs a current corresponding to the light emission amount, and detects the laser current based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation for controlling a light emission amount of a diode to a predetermined value,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
The first control signal is generated by delaying a second control signal output from the control circuit unit by a time set by a time constant of a resistor and a capacitor, and generating the first control signal by the first switch circuit. A delay circuit section that outputs the
With
The capacitors of the voltage-current conversion circuit unit, the light emission amount control circuit unit, the first switch circuit unit, the voltage holding circuit unit, the second switch circuit unit, the control circuit unit, and the delay circuit unit are integrated into one IC. The resistance of the delay circuit is externally connected to the IC.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.
First embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a semiconductor laser driving device according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a semiconductor laser driving device 1 performs switching according to an operational amplifier 2, an analog switch 3, a hold capacitor 4 for storing an output voltage of the operational amplifier 2, a voltage-current conversion circuit 5, and an input control signal. A switch circuit 6, a variable resistor 7, and a reference voltage generating circuit 8 for generating and outputting a predetermined reference voltage Vr are provided.
[0017]
Further, the semiconductor laser driving device 1 includes a control circuit 9 for controlling the operation of the analog switch 3 and the switch circuit 6, a delay circuit 10 for which a delay time is set by the control circuit 9, and a photodiode PD. FIG. 1 shows a case where the current flowing through the laser diode LD increases as the output voltage of the operational amplifier 2 increases. The operational amplifier 2 and the reference voltage generating circuit 8 constitute a light emission amount control circuit, the analog switch 3 constitutes a first switch circuit, the hold capacitor 4 constitutes a voltage holding circuit, and the switch circuit 6 constitutes a second switch circuit. The variable resistor 7 and the photodiode PD constitute a light emission amount detection circuit, the control circuit 9 constitutes a control circuit, and the delay circuit 10 constitutes a delay circuit.
[0018]
The reference voltage generating circuit 8 is connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier 2 and the ground voltage, and the reference voltage Vr from the reference voltage generating circuit 8 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 2. The output terminal of the operational amplifier 2 is connected to one end of an analog switch 3, and the other end of the analog switch 3 is connected to a voltage-current conversion circuit 5. A hold capacitor 4 is provided between the connection and the ground voltage. It is connected. The switch circuit 6 receives a DATA signal Sd as a control signal from the control circuit 9, and the DATA signal Sd is delayed by the delay circuit 10 and output to the analog switch 3 as an ASW control signal Sa. Note that the ASW control signal Sa forms a first control signal, and the DATA signal Sd forms a second control signal.
[0019]
The delay circuit 10 has a delay time set by the delay time setting signal Sc from the control circuit 9, delays the input DATA signal Sd by the set delay time, and outputs the delayed signal to the analog switch 3 as the ASW control signal Sa. . The analog switch 3 performs switching in accordance with the input ASW control signal Sa, and holds the high-side voltage of the hold capacitor 4 (hereinafter, referred to as the voltage of the hold capacitor 4). The connection with the output terminal is disconnected.
[0020]
The voltage-current conversion circuit 5 converts an input voltage into a drive current for the laser diode LD, is connected to the cathode of the laser diode LD via the switch circuit 6, and the anode of the laser diode LD is connected to the power supply voltage Vdd. It is connected to the. The switch circuit 6 receives the DATA signal Sd from the control circuit 9 and performs switching according to the input DATA signal Sd. As a result, the switch circuit 6 controls connection between the voltage-current conversion circuit 5 and the laser diode LD in order to supply a drive current to the laser diode LD. When the DATA signal Sd is asserted and the ASW control signal Sa is asserted, the hold capacitor 4 and the voltage-current conversion circuit 5 are connected to the output terminal of the operational amplifier 2 by the analog switch 3, and the APC operation is started.
[0021]
On the other hand, the cathode of the photodiode PD is connected to the power supply voltage, and the variable resistor 7 is connected between the anode of the photodiode PD and the ground voltage. The voltage Vpd at the connection between the anode of the photodiode PD and the variable resistor 7 is output to the inverting input terminal of the operational amplifier 2. The photodiode PD monitors the light emission amount of the laser diode LD and supplies a current proportional to the light emission amount of the laser diode LD to the variable resistor 7. The variable resistor 7 converts the current supplied from the photodiode PD into a voltage Vpd, and the voltage Vpd is output to the inverting input terminal of the operational amplifier 2.
[0022]
The operational amplifier 2 controls the voltage input to the voltage-current conversion circuit 5 and controls the current supplied to the laser diode LD so that the input voltage Vpd becomes equal to the reference voltage Vr. The voltage of the hold capacitor 4 is the same as the output voltage of the operational amplifier 2 because the voltage of the hold capacitor 4 is charged with the output voltage of the operational amplifier 2. When the analog switch 3 is turned off, the output voltage of the operational amplifier 2 at this time is stored in the hold capacitor 4.
[0023]
The analog switch 3 and the hold capacitor 4 form a sample and hold circuit. The control circuit 9 turns on the switch circuit 6 during the APC period to connect the voltage-current conversion circuit 5 and the laser diode LD, and then controls the delay. After a delay time set in the circuit 10, the analog switch 3 is turned on, and the hold capacitor 4 is charged with the output voltage of the operational amplifier 2. When the APC operation is completed, the switch circuit 6 is turned off to cut off the connection between the voltage-current conversion circuit 5 and the laser diode LD, and then the analog switch 3 is turned off after a delay time set in the delay circuit 10, The output voltage of the operational amplifier 2 is held by the hold capacitor 4.
[0024]
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit example of the delay circuit 10.
2, the delay circuit 10 includes n (n is a natural number of n> 1) resistors R1 to Rn and n switch elements SW1 to SW1 connected in parallel to the corresponding resistors R1 to Rn, respectively. SWn and a capacitor C1. The resistors R1 to Rn are connected in series, a DATA signal Sd is input to one end of the series circuit, and a capacitor C1 is connected between the other end of the series circuit and the ground voltage. Each of the switch elements SW1 to SWn is configured by an electronic switch incorporated in the semiconductor integrated circuit, and is turned on / off according to the delay time setting signal Sc output from the control circuit 9, and the resistance of the resistors R1 to Rn is set. The combined resistance value of the circuit is set. The delay time of the delay circuit 10 is set from the combined resistance value and the time constant of the capacitor C1.
[0025]
The resistance values of the resistors R1 to Rn may be the same, but by setting them to different values, for example, values weighted to a multiple of 2, a large number of combined resistance values can be obtained with a small number of resistors. Specifically, assuming that the resistance value of the resistor R1 is 1, the resistance value of the resistor R2 is 2 and the value of the resistor Rn is 2 ⁿ⁻¹ .
[0026]
As described above, the semiconductor laser driving device according to the first embodiment sets the delay time of the delay circuit 10 in accordance with the DATA signal Sd from the control circuit 9, so that the laser diode LD used is The optimal delay time can be set according to the characteristics, and the delay time for switching the analog circuit after switching the switch circuit according to the operating conditions such as the emission power of the laser diode LD and the emission control voltage range. Can be set optimally, and the time until the start of the APC operation can be shortened.
[0027]
Second embodiment.
In the first embodiment, the delay time of the delay circuit 10 is set according to the DATA signal Sd from the control circuit 9. However, the delay time of the delay circuit is not used without using the signal from the control circuit 9. May be set, and such a configuration is referred to as a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a semiconductor laser driving device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same or similar components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted and only the differences from FIG. 1 will be described.
[0028]
The difference between FIG. 3 and FIG. 1 is that the delay circuit can be set without using the delay time setting signal Sc from the control circuit 9 by changing the circuit configuration of the delay circuit 10 in FIG. Accordingly, the delay circuit 10 shown in FIG. 1 is replaced with a delay circuit 31, and the semiconductor laser driving device 1 shown in FIG.
[0029]
In FIG. 3, a semiconductor laser driving device 30 includes an operational amplifier 2, an analog switch 3, a hold capacitor 4, a voltage-current conversion circuit 5, a switch circuit 6, a variable resistor 7, a reference voltage generation circuit 8, a control circuit 9, It includes a delay circuit 31 for setting a delay time and a photodiode PD. The delay circuit 31 delays the input DATA signal Sd by the set delay time and outputs it to the analog switch 3 as an ASW control signal Sa. Note that the delay circuit 31 forms a delay circuit unit.
[0030]
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit example of the delay circuit 31. In FIG. 4, the same or similar components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals.
4, the delay circuit 31 includes resistors R1 to Rn, n fuses F1 to Fn connected in parallel to the resistors R1 to Rn, and a capacitor C1. The resistors R1 to Rn are connected in series, a DATA signal Sd is input to one end of the series circuit, and a capacitor C1 is connected between the other end of the series circuit and the ground voltage. The fuses F1 to Fn are selectively cut so that a desired delay time is obtained, and a combined resistance value of a resistance circuit of the resistors R1 to Rn is set. The delay time of the delay circuit 31 is set from the combined resistance value and the time constant of the capacitor C1. The fuses F1 to Fn are incorporated in a semiconductor integrated circuit, and a desired combined resistance value is obtained by cutting the fuses using laser trimming or the like.
[0031]
As described above, the semiconductor laser driving device according to the second embodiment sets the delay time of the delay circuit 31 by selectively cutting the fuses F1 to Fn of the delay circuit 31. By cutting the fuse incorporated in the semiconductor integrated circuit using laser trimming, a desired combined resistance value can be obtained, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0032]
Third embodiment.
In each of the first and second embodiments, a desired delay time in the delay circuit is obtained by selecting a desired resistor from a plurality of resistors and generating a combined resistor. When setting the delay time of the delay circuit with the time constant, the resistor may be externally connected to the IC, and the delay time of the delay circuit may be set by changing the resistance value of the external resistor. This is referred to as a third embodiment of the present invention.
[0033]
FIG. 5 is a diagram showing an example of a semiconductor laser driving device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same or similar components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted here, and only differences from FIG. 3 will be described.
The difference between FIG. 5 and FIG. 3 is that the delay time can be set without using the delay time setting signal Sc from the control circuit 9 by changing the circuit configuration of the delay circuit 31 in FIG. Accordingly, the delay circuit 31 in FIG. 3 is replaced with a delay circuit 41, and the semiconductor laser driving device 30 in FIG.
[0034]
In FIG. 5, a semiconductor laser driving device 40 includes an operational amplifier 2, an analog switch 3, a hold capacitor 4, a voltage-current conversion circuit 5, a switch circuit 6, a variable resistor 7, a reference voltage generation circuit 8, a control circuit 9, and a desired circuit. A delay circuit 41 for setting a delay time and a photodiode PD are provided. The delay circuit 41 delays the input DATA signal Sd by the set delay time and outputs it to the analog switch 3 as an ASW control signal Sa. Note that the delay circuit 41 forms a delay circuit unit.
[0035]
The delay circuit 41 includes a resistor R externally connected to the IC and a capacitor C1. The DATA signal Sd is input to the external terminal D2 to which one end of the resistor R is connected, and the capacitor C1 is connected between the external terminal D1 to which the other end of the resistor R is connected and the ground voltage. The operational amplifier 2, analog switch 3, hold capacitor 4, voltage-current conversion circuit 5, switch circuit 6, reference voltage generation circuit 8, control circuit 9, and capacitor C1 of the delay circuit 41 are integrated into one IC. The IC is provided with external terminals D1 and D2.
[0036]
The external terminal D1 is connected to a control signal input terminal of the analog switch 3. The DATA signal Sd output from the control circuit 9 is also input to an external terminal D2 serving as an input terminal of the delay circuit 41, and is delayed by a delay time set by the time constant of the resistor R and the capacitor C1, and the ASW control signal is output. It is output to the analog switch 3 as Sa.
[0037]
As described above, the semiconductor laser driving device according to the third embodiment can obtain the same effect as that of the second embodiment by externally connecting the resistor R of the delay circuit 41 to the IC. In addition, since the resistance value forming the time constant of the delay circuit can be selected in a wide range, and a switch element and a fuse are not required, it is possible to cope with inexpensive and various types of laser diodes.
[0038]
In the first and second embodiments, the resistors R1 to Rn are connected in series, and the switch elements SW1 to SWn corresponding to the resistors R1 to Rn or the corresponding fuses F1 to Fn are connected in parallel. Although connected, this is an example, and the present invention is not limited to this.
[0039]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the semiconductor laser driving device of the present invention, the delay time of the delay circuit for starting the APC operation can be varied, so that the optimum delay can be adjusted according to the characteristics of the laser diode. The time can be selected, and the APC operation can be performed at high speed.
[0040]
Further, since the setting of the delay time of the delay circuit unit can be performed by switching the resistance value, the delay time can be easily changed with a simple circuit configuration, so that the system can be configured at low cost.
[0041]
In addition, since the resistor forming the time constant of the delay circuit portion is externally attached to the IC, the resistance value of the time constant can be selected over a wider range, and a switch element and a fuse are not required. With an inexpensive configuration, an optimal delay time can be selected for many types of laser diodes according to the characteristics of each laser diode, and the APC operation can be performed at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a semiconductor laser driving device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit example of a delay circuit 10 in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a semiconductor laser driving device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a circuit example of a delay circuit 31 in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing an example of a semiconductor laser driving device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional semiconductor laser driving device.
FIG. 7 is a timing chart showing each signal example of FIG. 6 at the time of APC operation.
FIG. 8 is a diagram showing a characteristic example of a light emission amount of the laser diode LD in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1, 30, 40 Semiconductor laser driving device 2 Operational amplifier 3 Analog switch 4 Hold capacitor 5 Voltage-current conversion circuit 6 Switch circuit 7 Variable resistor 8 Reference voltage generation circuit 9 Control circuits 10, 31, 41 Delay circuit PD Photodiode LD Laser diode

Claims

The amount of light emitted from the laser diode is monitored, the output current of the photodiode that outputs a current corresponding to the amount of light emitted is detected, and the amount of light emitted from the laser diode is controlled to a predetermined value based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
A delay circuit unit that generates the first control signal by delaying a second control signal output from the control circuit unit for a set time, and outputs the generated first control signal to the first switch circuit unit; ,
With
The semiconductor laser driving device, wherein the control circuit sets the delay time to a desired value for the delay circuit.

2. The semiconductor laser driving device according to claim 1, wherein the delay circuit sets a delay time by a time constant of a resistor and a capacitor.

The delay circuit section includes:
Multiple resistors,
A plurality of switch elements for switching connection of the resistor;
A capacitor having a predetermined capacity;
With
3. The semiconductor laser driving device according to claim 2, wherein the control circuit unit performs switching control of each of the switch elements to change a time constant and set a delay time of the delay circuit unit to a desired value.

The amount of light emitted from the laser diode is monitored, the output current of the photodiode that outputs a current corresponding to the amount of light emitted is detected, and the amount of light emitted from the laser diode is controlled to a predetermined value based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
The first control signal is generated by delaying a second control signal output from the control circuit unit by a time set by a time constant of a resistor and a capacitor, and generating the first control signal by the first switch circuit. A delay circuit section that outputs the
With
The delay circuit section includes:
Multiple resistors,
A plurality of fuses for switching connection of the resistor;
A capacitor having a predetermined capacity;
Wherein each of the fuses is selectively cut in advance, the time constant is set, and the delay time is set to a desired value.

The voltage-current conversion circuit unit, the light emission amount control circuit unit, the first switch circuit unit, the voltage holding circuit unit, the second switch circuit unit, the control circuit unit, and the delay circuit unit are integrated in one IC. The semiconductor laser driving device according to claim 1, 2, 3, or 4.

The amount of light emitted from the laser diode is monitored, the output current of the photodiode that outputs a current corresponding to the amount of light emitted is detected, and the amount of light emitted from the laser diode is controlled to a predetermined value based on the detected output current. In a semiconductor laser driving device that performs an APC operation,
A light emission amount detection circuit unit that detects the light emission amount of the laser diode, converts the detected light emission amount into a voltage, and outputs the voltage.
A voltage-current conversion circuit unit that converts an input voltage into a current and supplies the current to the laser diode;
A light emission amount control circuit unit that controls the input voltage of the voltage-current conversion circuit unit to control the light emission amount of the laser diode so that the output voltage from the light emission amount detection circuit unit becomes a predetermined value set in advance; ,
A first switch circuit unit that controls output of a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit according to the input first control signal;
A voltage holding circuit unit including a capacitor that holds a voltage output from the light emission amount control circuit unit to the voltage-current conversion circuit unit via the first switch circuit unit;
A second switch circuit unit that controls output of the current output from the voltage-current conversion circuit unit to the laser diode according to the input second control signal;
A control circuit unit that outputs a second control signal to the second switch circuit unit to perform operation control;
The first control signal is generated by delaying a second control signal output from the control circuit unit by a time set by a time constant of a resistor and a capacitor, and generating the first control signal by the first switch circuit. A delay circuit section that outputs the
With
The capacitors of the voltage-current conversion circuit unit, the light emission amount control circuit unit, the first switch circuit unit, the voltage holding circuit unit, the second switch circuit unit, the control circuit unit, and the delay circuit unit are integrated into one IC. A semiconductor laser driving device, wherein the resistance of the delay circuit is externally attached to the IC.