JP2009016747A - レーザダイオード駆動装置及び光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザダイオード駆動装置は、LD12の光量を検出する光量検出手段としてのPD13を備える。また、LD12の光量を決定する光量決定手段及びLD12を光量決定手段により決定された光量に制御する光量制御手段としてのレーザ制御部20を備える。また、光量決定手段により決定された3種類以上の光量でLD12を発光した結果に基づいてバイアス電流値を決定するバイアス電流値決定手段としてのバイアス電流決定部57を備える。
【選択図】図1
Description
サンプル/ホールド回路27がサンプル状態の場合、出力選択回路38は、レシーバ非反転出力信号36、レシーバ反転出力信号37の出力の如何に因らず、LD12が発光するよう強制的にONデータを出力する。PD電圧信号24と光量決定信号26の差分に応じた信号を以って、以下によりLD12の発光光量を所定光量とする制御を行う。
・PD電圧信号24 > 光量決定信号26
LD12の発光光量が所定光量より大きいと判断し、ホールドコンデンサ51の電荷を放電することによって、電流に応じた電圧値28を低下させ、レーザ駆動電流32を減少することによりLD12の発光光量を低下する。
・PD電圧信号24 < 光量決定信号26
LD12の発光光量が所定光量より小さいと判断し、ホールドコンデンサ51に電荷を充電することによって、電流に応じた電圧値28を増加させ、レーザ駆動電流32を増加することによりLD12の発光光量を上昇する。
・PD電圧信号24 = 光量決定信号26
LD12の発光光量が所定光量と同一判断し、ホールドコンデンサ51の電荷を充放電しないことによって、電流に応じた電圧値28、レーザ駆動電流32共に増加減はしない。
レーザ強制消灯(OFF)
サンプル/ホールド回路27にて設定された電流に応じた電圧値28を保持し、出力選択回路38は、レシーバ非反転出力信号36、レシーバ反転出力信号37の出力の如何に因らず、LD12が消灯するよう強制的にOFFデータを出力する。
データ出力(DATA OUT)
サンプル/ホールド回路27にて設定された電流に応じた電圧値28を以って、出力選択回路38は、レシーバ非反転出力信号36、レシーバ反転出力信号37に応じた信号を出力することによって、LD12もしくは抵抗42に電流を流す。
リセット
リセット状態となり、サンプル/ホールド回路27にて設定された電流値を初期化し且つ、出力選択回路38からLD12が消灯するよう強制的にOFFデータを出力する。
I. LD12の発光光量をデータ発光時の光量PaPcに調整するために、上記の自動光量制御を実施
始に、ステップS101においてn=1を設定し、ステップS102において、光量PaPcでAPC発光を実施する。その状態のLD12への電流値に対する電圧値が抵抗54−GND間に出力される。そのときの光量決定信号26はVRef−aPcとする。抵抗54の抵抗値をR54、LD12に流れる電流をIaPcとすると、抵抗54−GND間に発生する電圧V54aPcは、
V54aPc = IaPc × R54 / 40 ・・・・・ 式A
となる。このV54aPcの電圧値は、オペアンプ55を介してレーザ制御部20へ出力され、ステップS105で式Aから電流値を算出し、その値をレーザ制御部20のメモリ内に保持する。因みに、電流値は
IaPc = 40 × V54aPc / R54
となる。
II. I.の光量の1/2の光量PaPc/2でAPCを実行
ステップS103でI.の光量の1/2の光量PaPc/2で発光させるために、光量決定信号26をVRef−aPc/2とすることで、PD電圧信号24 > 光量決定信号26 となり(1)で説明しているようにLD12に流れる電流を減少させる。そのときのLD12への電流値に対する抵抗54−GND間に発生する電圧V541/2aPcは、
V541/2aPc = I1/2aPc × R54 / 40 ・・・・・ 式B
となる。このV541/2aPc の電圧値は、オペアンプ55を介してレーザ制御部20へ出力され、ステップS105で式Bから電流値を算出し、その値をレーザ制御部20のメモリ内に保持する。因みに、電流値は
I1/2aPc = 40 × V541/2aPc / R54
となる。
III. I.の光量の1/3の光量PaPc/3でAPCを実行
ステップS104でI.の光量の1/3の光量PaPc/3で発光させるために、光量決定信号26をVRef−aPc/3とすることで、PD電圧信号24 > 光量決定信号26 となり(1)で説明しているようにLD12に流れる電流を減少させる。そのときのLD12への電流値に対する抵抗54−GND間に発生する電圧V541/3aPcは、
V541/3aPc = I1/3aPc × R54 / 40 ・・・・・ 式C
となる。このV541/3aPc の電圧値は、オペアンプ55を介してレーザ制御部20へ出力され、ステップS105で式Cから電流値を算出し、その値をレーザ制御部20のメモリ内に保持する。因みに、電流値は
I1/3aPc = 40 × V541/3aPc / R54
となる。
IV. I.、II.、III.より算出されたLD12についての光量Pと電流Iの関係からIthを算出
光量PaPc、PaPc/2、PaPc/3とそれぞれに対応する電流IaPc 、I1/2aPc、I1/3aPcとの関係よりIth(A)を試算する。I.における光量Pと電流Iは(PaPc,IaPc)であり、II.における光量Pと電流Iは(PaPc/2,I1/2aPc)であるので、Ith(A)は、
Ith(A) = IaPc − PaPc × (IaPc − I1/2aPc) / (PaPc − PaPc/2) ・・・・・ 式D
II.とIII.の光量Pと電流Iの関係よりIth(B)を試算する。II.における光量Pと電流Iは(PaPc/2,I1/2aPc)、III.における光量Pと電流Iは(PaPc/3,I1/3aPc)であるので、Ith(B)は、
Ith(B) = I1/2aPc − PaPc/2 × (I1/2aPc − I1/3aPc) / (PaPc/2 − PaPc/3) ・・・・・ 式E
最後に、ステップS107〜S109について説明する。
V. IV.で2つのIthを算出したものを比較しLD12に印加するバイアス電流を決定
ステップS107において、Ith(A)とIth(B)を比較し、Ith(B)に対してIth(A)の誤差が例えば5%以内であった場合は、以下のようになる。即ち、光量と電流の関係が図5のD1、E1の1次式の関係(光量PaPc、PaPc/2、PaPc/3と電流IaPc 、I1/2aPc、I1/3aPcとの関係が1つの1次式上に存在する)であると判定される。そして、Ithの算出結果と実際のLD12のIthの特性とがほぼ一致していると言えるので、Ith(A)の値を用いてステップS108でバイアス電流値を決定する。
Ib = 0.9 × Ith(A)
とする。
12 半導体レーザ(LD)
13 フォトダイオード(PD)
14 画像制御部
11 レーザ駆動部
20 レーザ制御部
22 フォトダイオード(PD)電流
23 光量調整可変抵抗
24 フォトダイオード(PD)電圧信号
26 光量決定信号
27 サンプル/ホールド回路
28 電流に応じた電圧値
29 サンプル・ホールド(S/H)制御信号
30 データ出力制御信号
31 カレントミラー回路
32 レーザ駆動電流
33 非反転データ信号
34 反転データ信号
35 差動レシーバ(LVDS)
36 レシーバ非反転出力信号
37 レシーバ反転出力信号
38 出力選択回路
39 スイッチング信号a
40 スイッチング信号b
41 電流ドライバ
41a、41b トランジスタ
42 負荷抵抗
50 バイアス電流設定信号
51 ホールドコンデンサ
52、55 オペアンプ
53 トランジスタ
54 抵抗
56 LD電流検出信号
57 バイアス電流決定部
Claims (12)
- レーザダイオードの光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザダイオードの光量を決定する光量決定手段と、
前記レーザダイオードを前記光量決定手段により決定された光量に制御する光量制御手段と、
前記光量決定手段により決定された3種類以上の光量で前記レーザダイオードを発光した結果に基づいてバイアス電流値を決定するバイアス電流値決定手段と、
を備えることを特徴とするレーザダイオード駆動装置。 - 前記バイアス電流値決定手段は、異なる2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値に基づいてバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動装置。
- 前記バイアス電流値決定手段は、異なる2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値から求めたそれぞれのバイアス電流値を比較してバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動装置。
- 前記バイアス電流値決定手段は、3種類以上の光量の中で最大光量以外の2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値に基づいてバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動装置。
- 前記レーザダイオードが面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動装置。
- 前記レーザダイオードが1つ以上の発光点を有する面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動装置。
- レーザダイオードの光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザダイオードの光量を決定する光量決定手段と、
前記レーザダイオードを前記光量決定手段により決定された光量に制御する光量制御手段と、
前記光量決定手段により決定された3種類以上の光量で前記レーザダイオードを発光した結果に基づいてバイアス電流値を決定するバイアス電流値決定手段と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 - 前記バイアス電流値決定手段は、異なる2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値に基づいてバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項7記載の光走査装置。
- 前記バイアス電流値決定手段は、異なる2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値から求めたそれぞれのバイアス電流値を比較してバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項7記載の光走査装置。
- 前記バイアス電流値決定手段は、3種類以上の光量の中で最大光量以外の2種類の光量で前記レーザダイオードを発光させたときに前記レーザダイオードに印加される電流値に基づいてバイアス電流値を決定することを特徴とする請求項7記載の光走査装置。
- 前記レーザダイオードが面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項7記載の光走査装置。
- 前記レーザダイオードが1つ以上の発光点を有する面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項7記載の光走査装置。
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