JP2015179436A - 発光素子の駆動回路、光源装置および発光素子の駆動方法 - Google Patents
発光素子の駆動回路、光源装置および発光素子の駆動方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】発光素子の駆動回路であって、コンデンサと、前記コンデンサに充電のために印加する電圧を制御する第1電圧調整部と、スイッチングにより前記コンデンサに充電された電荷を放電させて、前記発光素子にパルス状の駆動電流を供給するためのスイッチング素子と、前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧を制御する第2電圧調整部と、前記第1および第2電圧調整部を制御して前記コンデンサに印加する電圧と前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧とを調整することにより、前記駆動電流のパルス幅を調整する制御部と、を備える発光素子の駆動回路。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る光源装置の構成を示す図である。図1に示すように、光源装置100は、発光素子である半導体レーザダイオード(LD)素子101と、スイッチング素子である電界効果トランジスタ(FET)102と、コンデンサ103と、抵抗器104、105と、制御部106と、第1電圧調整部である電圧調整部107と、第2電圧調整部である電圧調整部108と、を備えている。FET102、コンデンサ103、抵抗器104、105、制御部106、および電圧調整部107、108は、半導体LD素子101の駆動回路を構成している。
CL×V1=IP×PW ・・・ (1)
ここで、回路上の抵抗成分とコンデンサ103とによって微分回路が形成されるため、CLを小さくし、V1を大きくすることによって、より短パルス幅で高ピーク値のパルス電流を得ることができる。たとえば、上記パラメータを適切に設定することによって、最短でサブnsオーダーのパルス幅で、かつ数A以上のピーク電流値のパルス電流が得られる。
Tr=Cin×Rg×ln((V2−Vth)/(V2−Vgs)) ・・・(2)
ここで、Cin、RgはそれぞれFET102の入力容量、ゲート抵抗である。また、FET102のFETゲート印加電圧V2とゲート・ソース間電圧は同じとする。また、V2>Vgs>Vthである。
また、図3の時間T3である立下り時間Tfは、コンデンサ103の放電時間であるため式(3)で表すことができる。
Tf=−CL×Rs×ln[V0/{−(V1max−Vα)}] ・・・ (3)
ここで、Rsは抵抗105の抵抗やFET102のON抵抗である。V0は≦0Vであり、放電後の電圧Vpの値である。
なお、上述のV1、V2の電圧値は、例示であって、回路パターン、使用部品、回路定数により変わる値である。
図7は、本発明の実施の形態2に係る光源装置の構成を示す図である。図7に示すように、光源装置100Aは、実施の形態1に係る光源装置100に、駆動回路を構成する記憶部109をさらに追加した構成を有する。
なお、上述のV1、V2の電圧値は、例示であって、回路パターン、使用部品、回路定数により変わる値である。
図12は、本発明の実施の形態3に係る光源装置の構成を示す図である。光源装置100Bは、実施の形態1に係る光源装置100に、駆動回路を構成するショットキーダイオード110およびスナバ回路111をさらに追加した構成を有する。
101 半導体LD素子
102 FET
103 コンデンサ
104、105 抵抗器
106 制御部
107、108 電圧調整部
109 記憶部
110 ショットキーダイオード
111 スナバ回路
Claims (7)
- 発光素子の駆動回路であって、
コンデンサと、
前記コンデンサに充電のために印加する電圧を制御する第1電圧調整部と、
スイッチングにより前記コンデンサに充電された電荷を放電させて、前記発光素子にパルス状の駆動電流を供給するためのスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧を制御する第2電圧調整部と、
前記第1および第2電圧調整部を制御して前記コンデンサに印加する電圧と前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧とを調整することにより、前記駆動電流のパルス幅を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする発光素子の駆動回路。 - 前記コンデンサに印加する電圧と前記駆動電流のピーク電流値もしくはパルス幅との関係、および前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧と前記駆動電流のピーク電流値もしくはパルス幅との関係を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記関係に基づいて、前記コンデンサに印加する電圧および前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧を調整することを特徴とする請求項1に記載の発光素子の駆動回路。 - 前記制御部は、前記駆動電流のピーク電流値が一定のままパルス幅が変化するように、前記コンデンサに印加する電圧および前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧を調整することを特徴とする請求項2に記載の発光素子の駆動回路。
- 前記コンデンサと前記発光素子との間で前記発光素子と逆並列接続されたダイオードを備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の発光素子の駆動回路。
- 前記発光素子と並列接続されたスナバ回路を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の発光素子の駆動回路。
- 発光素子と、
前記発光素子に前記駆動電流を供給する請求項1〜5のいずれか一つに記載の駆動回路と、
を備えることを特徴とする光源装置。 - 発光素子の駆動方法であって、
コンデンサを充電する工程と、
スイッチング素子のスイッチングにより前記コンデンサに充電された電荷を放電させて、前記発光素子にパルス状の駆動電流を供給する工程と、
を含み、
前記コンデンサに印加する電圧と前記スイッチング素子に印加するスイッチング電圧との調整により、前記駆動電流のパルス幅を調整することを特徴とする発光素子の駆動方法。
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