JP2543533B2 - レ―ザ―パワ―コントロ―ル回路 - Google Patents
レ―ザ―パワ―コントロ―ル回路Info
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- JP2543533B2 JP2543533B2 JP22667687A JP22667687A JP2543533B2 JP 2543533 B2 JP2543533 B2 JP 2543533B2 JP 22667687 A JP22667687 A JP 22667687A JP 22667687 A JP22667687 A JP 22667687A JP 2543533 B2 JP2543533 B2 JP 2543533B2
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- Japan
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- emitter
- base
- capacitor
- collector
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザーパワーコントロール回路、特にコ
ンパクトディスクやビデオディスク等の光ディスクプレ
ーヤに用いるに好適なレーザーパワーコントロール回路
に関する。
ンパクトディスクやビデオディスク等の光ディスクプレ
ーヤに用いるに好適なレーザーパワーコントロール回路
に関する。
光ディスクプレーヤにおいては、光ディスクに再生ビ
ームを投射する光源として、一般に半導体レーザー（以
下LDと略記する）が用いられている。ここで、LDは温度
の上昇に伴ってレーザー発振を開始する最低電流値（し
きい値電流）が増大するため、LDを一定電流で発光させ
ると温度上昇によって出射パワーが低下することから、
一般にはオートパワーコントロール回路（以下APC回路
と略記する）を用いて出射パワーが一定となるように駆
動している。
ームを投射する光源として、一般に半導体レーザー（以
下LDと略記する）が用いられている。ここで、LDは温度
の上昇に伴ってレーザー発振を開始する最低電流値（し
きい値電流）が増大するため、LDを一定電流で発光させ
ると温度上昇によって出射パワーが低下することから、
一般にはオートパワーコントロール回路（以下APC回路
と略記する）を用いて出射パワーが一定となるように駆
動している。
第３図はAPC回路の基本的な回路構成を示すもので、L
D1の出射光の一部を受光素子２で受光し、その出力と基
準電圧３との差を増幅器４で増幅してLDドライブ電流に
帰還することにより、LD1をその出射光量P0が一定とな
るように駆動するものである。なお、受光素子２は一般
にフォトダイオード（以下PDと略記する）が用いられ
る。
D1の出射光の一部を受光素子２で受光し、その出力と基
準電圧３との差を増幅器４で増幅してLDドライブ電流に
帰還することにより、LD1をその出射光量P0が一定とな
るように駆動するものである。なお、受光素子２は一般
にフォトダイオード（以下PDと略記する）が用いられ
る。
このようなAPC回路として、従来第４図に示す回路構
成のものが提案されている。このAPC回路は電流増幅器
を組み合わせたもので、NPNトランジスタ５のベースは
トリマー抵抗６を介して端子７に接続され、コレクタは
PNPトランジスタ８のベースに、エミッタは抵抗９を介
して接地されていると共に、ツェナーダイオード10を介
して端子７に接続されている。また、PNPトランジスタ
８のエミッタは端子７に接続され、コレクタはLD1を介
して接地されていると共に、このLD1の出射光の一部を
受光するようにLD1のカソードとNPNトランジスタ５のベ
ースとの間にPD2が逆バイアスに接続されている。更
に、PNPトランジスタ８のベース−エミッタ間には、そ
のベース抵抗と共にローパスフィルタを構成して高域の
ループゲインを下げて制御動作を安定にするためにコン
デンサ11が接続され、また端子７とアースとの間には電
源の変動がサージ等を吸収し、かつ、電源のインピーダ
ンスを下げるためにコンデンサ12が接続されていると共
に、これら端子７とアースとの間にスイッチ13を介して
電源電圧VCCが印加されるようになっている。
成のものが提案されている。このAPC回路は電流増幅器
を組み合わせたもので、NPNトランジスタ５のベースは
トリマー抵抗６を介して端子７に接続され、コレクタは
PNPトランジスタ８のベースに、エミッタは抵抗９を介
して接地されていると共に、ツェナーダイオード10を介
して端子７に接続されている。また、PNPトランジスタ
８のエミッタは端子７に接続され、コレクタはLD1を介
して接地されていると共に、このLD1の出射光の一部を
受光するようにLD1のカソードとNPNトランジスタ５のベ
ースとの間にPD2が逆バイアスに接続されている。更
に、PNPトランジスタ８のベース−エミッタ間には、そ
のベース抵抗と共にローパスフィルタを構成して高域の
ループゲインを下げて制御動作を安定にするためにコン
デンサ11が接続され、また端子７とアースとの間には電
源の変動がサージ等を吸収し、かつ、電源のインピーダ
ンスを下げるためにコンデンサ12が接続されていると共
に、これら端子７とアースとの間にスイッチ13を介して
電源電圧VCCが印加されるようになっている。
第４図に示すAPC回路において、NPNトランジスタ５の
エミッタはツェナーダイオード10により、そのツェナー
電圧をVZDとすると（VCC−V2D）の一定の電圧にもなる
ようにクランプされると共に、ベース電圧もベース−エ
ミッタ間電圧VBE1が約0.6Vと一定であるためにクランプ
され、その結果トリマー抵抗６の両端電圧は、（VZD−V
BE1）と一定になる。したがって、トリマー抵抗６を流
れる電流iRはその抵抗値によって一義的に決定される。
一方、PD2の光起電流imは定電流特性を示すので、その
両端電圧に関係なく一定の電流値となる。したがって、
NPNトランジスタ５に流入するベース電流ibとiRおよびi
mとの間には、トリマー抵抗６の抵抗値を一定として im＋ib＝iR＝const. ……（１） の関係が成り立ち、このベース電流ibがNPNトランジス
タ５でhfe1倍され、さらにPNPトランジスタ８でhfe2倍
されてLD1の動作電流Iopとなる。
エミッタはツェナーダイオード10により、そのツェナー
電圧をVZDとすると（VCC−V2D）の一定の電圧にもなる
ようにクランプされると共に、ベース電圧もベース−エ
ミッタ間電圧VBE1が約0.6Vと一定であるためにクランプ
され、その結果トリマー抵抗６の両端電圧は、（VZD−V
BE1）と一定になる。したがって、トリマー抵抗６を流
れる電流iRはその抵抗値によって一義的に決定される。
一方、PD2の光起電流imは定電流特性を示すので、その
両端電圧に関係なく一定の電流値となる。したがって、
NPNトランジスタ５に流入するベース電流ibとiRおよびi
mとの間には、トリマー抵抗６の抵抗値を一定として im＋ib＝iR＝const. ……（１） の関係が成り立ち、このベース電流ibがNPNトランジス
タ５でhfe1倍され、さらにPNPトランジスタ８でhfe2倍
されてLD1の動作電流Iopとなる。
ここで、LD1の出射光量が低下すると、imが減少する
ことによりibが増加するため、それに応じてIopが増加
し、その結果出射光量が増加する。逆に、出射光量が増
加すると、imが増加してibが減少するため、それに応じ
てIopが減少し、その結果出射光量が減少する。このよ
うにして、LD1の出射光量P0はトリマー抵抗６の抵抗
値、ツェナーダイオード10のツェナー電圧VZDおよびNPN
トランジスタ５のベース−エミッタ間電圧VBE1で決定さ
れるある一定の値に保持されることになる。
ことによりibが増加するため、それに応じてIopが増加
し、その結果出射光量が増加する。逆に、出射光量が増
加すると、imが増加してibが減少するため、それに応じ
てIopが減少し、その結果出射光量が減少する。このよ
うにして、LD1の出射光量P0はトリマー抵抗６の抵抗
値、ツェナーダイオード10のツェナー電圧VZDおよびNPN
トランジスタ５のベース−エミッタ間電圧VBE1で決定さ
れるある一定の値に保持されることになる。
第４図に示す従来のAPC回路は、定常状態においてはL
D1の出射光量P0を有効に一定に保つことができるが、ス
イッチ13によって電源電圧VCCが瞬断されると出射光量
が瞬間的に増大する異常発光を生じ、これがためLD1が
劣化し、その寿命が短くなるという問題点がある。
D1の出射光量P0を有効に一定に保つことができるが、ス
イッチ13によって電源電圧VCCが瞬断されると出射光量
が瞬間的に増大する異常発光を生じ、これがためLD1が
劣化し、その寿命が短くなるという問題点がある。
すなわち、第５図に示すように、コンデンサ12はスイ
ッチ13がオン状態にあるときは充電され、その両端電圧
は電源電圧VCCとなっているが、スイッチ13がオフにな
ると放電し、オフ時点からその電圧がLD1の動作電圧
（通常1.5〜2V）以下となるまでの期間t1においてはLD1
は発光を続ける。しかし、コンデンサ12の両端電圧がLD
1の動作電圧を下回ってLD1が発光を停止（オフ）して
も、NPNトランジスタ５のコレクタにはほぼ1.5〜2Vの電
圧が印加され、またimはLD1のオフによりim＝０となっ
ているため、この状態ではNPNトランジスタ５のベース
はトリマー抵抗６にて電源に接続された状態となる。こ
のため、NPNトランジスタ５にはベース電流が流れ、こ
れに応じコレクタ電流が流れるようになる。
ッチ13がオン状態にあるときは充電され、その両端電圧
は電源電圧VCCとなっているが、スイッチ13がオフにな
ると放電し、オフ時点からその電圧がLD1の動作電圧
（通常1.5〜2V）以下となるまでの期間t1においてはLD1
は発光を続ける。しかし、コンデンサ12の両端電圧がLD
1の動作電圧を下回ってLD1が発光を停止（オフ）して
も、NPNトランジスタ５のコレクタにはほぼ1.5〜2Vの電
圧が印加され、またimはLD1のオフによりim＝０となっ
ているため、この状態ではNPNトランジスタ５のベース
はトリマー抵抗６にて電源に接続された状態となる。こ
のため、NPNトランジスタ５にはベース電流が流れ、こ
れに応じコレクタ電流が流れるようになる。
ところが、PNPトランジスタ８はLD1がオフすることに
よってオフしてしまうため、LD1がオフした時点からス
イッチ13が再びオンするまでの期間t2では、NPNトラン
ジスタ５のコレクタ電流は主としてコンデンサ11を通し
てコンデンサ12から流れることにより、これによりコン
デンサ11は充電されてその両端電圧はPNPトランジスタ
８のベース−エミッタ間電圧VBE2よりも上昇することに
なる。したがって、この状態でスイッチ13の再投入が行
われると、コンデンサ11の両端電圧がPNPトランジスタ
８のベース−エミッタ間電圧VBE2よりも大きくなってい
るために、PNPトランジスタ８のベースにLD1の発光とは
無関係なコンデンサ11の放電電流が流れ、これがためコ
レクタ電流すなわちIOPが増加してLD1が異常発光する。
よってオフしてしまうため、LD1がオフした時点からス
イッチ13が再びオンするまでの期間t2では、NPNトラン
ジスタ５のコレクタ電流は主としてコンデンサ11を通し
てコンデンサ12から流れることにより、これによりコン
デンサ11は充電されてその両端電圧はPNPトランジスタ
８のベース−エミッタ間電圧VBE2よりも上昇することに
なる。したがって、この状態でスイッチ13の再投入が行
われると、コンデンサ11の両端電圧がPNPトランジスタ
８のベース−エミッタ間電圧VBE2よりも大きくなってい
るために、PNPトランジスタ８のベースにLD1の発光とは
無関係なコンデンサ11の放電電流が流れ、これがためコ
レクタ電流すなわちIOPが増加してLD1が異常発光する。
このようなLD1の異常発光を防止する一方法として、
スイッチ13の再投入をコンデンサ11,12が自然放電する1
00msec以上の後に行うようにすることが考えられるが、
現在市販されているコンパクトディスクプレーヤ等にお
いては、操作性を良くするためにLDを最低50msec程度の
周期でオン−オフしてストップ−プレーを迅速に繰り返
すことが可能となっているために対処できない。また、
他の方法としてスイッチ13をコンデンサ11の後段に設け
ることも考えられるが、光ピックアップにおいては通常
APC回路を光ピックアップ本体に実装するようにしてい
るため、この場合には光ピックアップ本体からスイッチ
13のコントロール端子を別に引き出す必要があり、また
光ピックアップ内の部品点数も増えることになるため、
設計上の制約が著しく増大するこになる。さらに他の方
法としては、コンデンサ12を取り去ることも考えられる
が、このようにすると電源変動やノイズに対して非常に
弱くなってしまう。
スイッチ13の再投入をコンデンサ11,12が自然放電する1
00msec以上の後に行うようにすることが考えられるが、
現在市販されているコンパクトディスクプレーヤ等にお
いては、操作性を良くするためにLDを最低50msec程度の
周期でオン−オフしてストップ−プレーを迅速に繰り返
すことが可能となっているために対処できない。また、
他の方法としてスイッチ13をコンデンサ11の後段に設け
ることも考えられるが、光ピックアップにおいては通常
APC回路を光ピックアップ本体に実装するようにしてい
るため、この場合には光ピックアップ本体からスイッチ
13のコントロール端子を別に引き出す必要があり、また
光ピックアップ内の部品点数も増えることになるため、
設計上の制約が著しく増大するこになる。さらに他の方
法としては、コンデンサ12を取り去ることも考えられる
が、このようにすると電源変動やノイズに対して非常に
弱くなってしまう。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、電源を瞬断した際のLDの異常発光を有効に
抑制でき、したがってLDを何ら劣化させることなく長期
間に亘って安定して動作させることができるよう適切に
構成したレーザーパワーコントロール回路を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、電源を瞬断した際のLDの異常発光を有効に
抑制でき、したがってLDを何ら劣化させることなく長期
間に亘って安定して動作させることができるよう適切に
構成したレーザーパワーコントロール回路を提供するこ
とを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明ではエミッタ接地
増幅回路として接続され、ベース電位およびエミッタ電
位を所定の電位に固定した第１のトランジスタと、ベー
スを第１のトランジスタのコレクタに接続し、コレクタ
をLDに結合した第２のトランジスタと、この第２のトラ
ンジスタのベース−エミッタ間およびエミッタ−アース
間にそれぞれ接続した第１および第２のコンデンサと、
前記LDの出射光を受光する受光素子とを具え、この受光
素子の出力電流に応じて前記第１のトランジスタを介し
て前記LDの出射光量が一定となるように前記第２のトラ
ンジスタのコレクタ電流を制御するようにしたAPC回路
において、前記第１のトランジスタのエミッタ−アース
間に半導体スイッチを接続し、これにより電源瞬断時の
前記第２のコンデンサの放電による前記第１のトランジ
スタのコレクタ−エミッタ通路を通しての前記第１のコ
ンデンサの充電を防止してLDの異常発光を抑制する。
増幅回路として接続され、ベース電位およびエミッタ電
位を所定の電位に固定した第１のトランジスタと、ベー
スを第１のトランジスタのコレクタに接続し、コレクタ
をLDに結合した第２のトランジスタと、この第２のトラ
ンジスタのベース−エミッタ間およびエミッタ−アース
間にそれぞれ接続した第１および第２のコンデンサと、
前記LDの出射光を受光する受光素子とを具え、この受光
素子の出力電流に応じて前記第１のトランジスタを介し
て前記LDの出射光量が一定となるように前記第２のトラ
ンジスタのコレクタ電流を制御するようにしたAPC回路
において、前記第１のトランジスタのエミッタ−アース
間に半導体スイッチを接続し、これにより電源瞬断時の
前記第２のコンデンサの放電による前記第１のトランジ
スタのコレクタ−エミッタ通路を通しての前記第１のコ
ンデンサの充電を防止してLDの異常発光を抑制する。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図であ
る。この実施例は第４図に示す回路構成において、NPN
トランジスタ５のエミッタに接続された抵抗９を半導体
スイッチを構成するダイオード14および15を介してアー
スに接続したもので、その他の構成は第４図と同様であ
り、同一符号は同一作用を成すものを表す。
る。この実施例は第４図に示す回路構成において、NPN
トランジスタ５のエミッタに接続された抵抗９を半導体
スイッチを構成するダイオード14および15を介してアー
スに接続したもので、その他の構成は第４図と同様であ
り、同一符号は同一作用を成すものを表す。
このようにNPNトランジスタ５のエミッタとアースと
の間にダイオード14,15を直列接続すれば、第２図に示
すように、スイッチ13がオフしてからLD1がオフするま
での期間t1においては第４図の場合と同様であるが、LD
1がオフしてからスイッチ13が再投入されるまでの期間t
2においては、NPNトランジスタ５のエミッタ電位が約1.
2V（ダイオード14,15がシリコンダイオードの場合）以
下になるとダイオード14,15がオフし、エミッタはハイ
インピーダンスになる。その結果、NPNトランジスタ５
のコレクタには電流が流れなくなるので、コンデンサ11
は充電されない。したがって、スイッチ13の投入後はLD
1は異常発光することなく、出射光量は滑らかに立ち上
がり一定の値に保持されることになる。
の間にダイオード14,15を直列接続すれば、第２図に示
すように、スイッチ13がオフしてからLD1がオフするま
での期間t1においては第４図の場合と同様であるが、LD
1がオフしてからスイッチ13が再投入されるまでの期間t
2においては、NPNトランジスタ５のエミッタ電位が約1.
2V（ダイオード14,15がシリコンダイオードの場合）以
下になるとダイオード14,15がオフし、エミッタはハイ
インピーダンスになる。その結果、NPNトランジスタ５
のコレクタには電流が流れなくなるので、コンデンサ11
は充電されない。したがって、スイッチ13の投入後はLD
1は異常発光することなく、出射光量は滑らかに立ち上
がり一定の値に保持されることになる。
なお、上記の実施例では半導体スイッチを２個のダイ
ード14,15の直列接続をもって構成したが、その個数はL
D1のしきい値電圧を考慮して決定することができると共
に、半導体スイッチがオフとなる電圧がLD1のしきい値
電圧より若干低くてもコンデンサ11の充電時間が短縮さ
れるので異常発光の最大出射光量レベルを抑えることが
できる。また、半導体スイッチを構成するダイオードは
シリコンダイオードに限らず、ゲルマニウムダイオー
ド、ツェナーダイオードやLEDを用いることができると
共に、トランジスタのベース−エミッタ間を利用して半
導体スイッチを構成することもできる。さらに、LD1を
駆動するPNPトランジスタ８は２石以上の多段ダーリン
ト回路とすることもできる。
ード14,15の直列接続をもって構成したが、その個数はL
D1のしきい値電圧を考慮して決定することができると共
に、半導体スイッチがオフとなる電圧がLD1のしきい値
電圧より若干低くてもコンデンサ11の充電時間が短縮さ
れるので異常発光の最大出射光量レベルを抑えることが
できる。また、半導体スイッチを構成するダイオードは
シリコンダイオードに限らず、ゲルマニウムダイオー
ド、ツェナーダイオードやLEDを用いることができると
共に、トランジスタのベース−エミッタ間を利用して半
導体スイッチを構成することもできる。さらに、LD1を
駆動するPNPトランジスタ８は２石以上の多段ダーリン
ト回路とすることもできる。
以上述べたように、この発明によれば半導体スイッチ
を付加する簡単な構成で電源の瞬断によるLDの異常発光
を有効に抑制できるようにしたので、LDを劣化させるこ
となく長期間に亘って安定に動作させることができる。
したがって、ピックアップに適用する場合にあっては、
光ピックアップ本体内に電源スイッチを取り込むことな
く、ダイオード等の小型、安価な半導体スイッチ部品を
付加するだけでよいので、容易に実施できる。
を付加する簡単な構成で電源の瞬断によるLDの異常発光
を有効に抑制できるようにしたので、LDを劣化させるこ
となく長期間に亘って安定に動作させることができる。
したがって、ピックアップに適用する場合にあっては、
光ピックアップ本体内に電源スイッチを取り込むことな
く、ダイオード等の小型、安価な半導体スイッチ部品を
付加するだけでよいので、容易に実施できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、 第２図はその動作を説明するための図、 第３図はAPC回路の基本構成を示す図、 第４図および第５図は従来の技術を示す図である。 １……半導体レーザー（LD） ２……フォトダイオード（PD） ５……NPNトランジスタ ６……トリマー抵抗、７……端子 ８……PNPトランジスタ ９……抵抗 10……ツェナーダイオード 11,12……コンデンサ、13……スイッチ 14,15……ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】エミッタ接地増幅回路として接続され、ベ
ース電位およびエミッタ電位を所定の電位に固定した第
１のトランジスタと、ベースを第１のトランジスタのコ
レクタに接続し、コレクタを半導体レーザーに結合した
第２のトランジスタと、この第２のトランジスタのベー
ス−エミッタ間およびエミッタ−アース間にそれぞれ接
続した第１および第２のコンデンサと、前記半導体レー
ザーの出射光を受光する受光素子とを具え、この受光素
子の出力電流に応じて前記第１のトランジスタを介して
前記半導体レーザーの出射光量が一定となるように前記
第２のトランジスタのコレクタ電流を制御するようにし
たレーザーパワーコントロール回路において、前記第１
のトランジスタのエミッタ−アース間に半導体スイッチ
を接続して、電源瞬断時の前記第２のコンデンサの放電
による前記第１のトランジスタのコレクタ−エミッタ通
路を通しての前記第１のコンデンサの充電を防止するよ
う構成したことを特徴とするレーザーパワーコントール
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22667687A JP2543533B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | レ―ザ―パワ―コントロ―ル回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22667687A JP2543533B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | レ―ザ―パワ―コントロ―ル回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6471189A JPS6471189A (en) | 1989-03-16 |
| JP2543533B2 true JP2543533B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=16848908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22667687A Expired - Lifetime JP2543533B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | レ―ザ―パワ―コントロ―ル回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543533B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5928868B2 (ja) * | 2011-10-26 | 2016-06-01 | 矢崎総業株式会社 | 紫外線照射装置、及び、光硬化性塗布物の硬化処理方法 |
-
1987
- 1987-09-11 JP JP22667687A patent/JP2543533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6471189A (en) | 1989-03-16 |
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