JP3275866B2 - 半導体レーザ駆動装置及び半導体レーザ駆動方法 - Google Patents

半導体レーザ駆動装置及び半導体レーザ駆動方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動光出力制御
（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ）方式の半導体レーザ駆動技術に関し、特に電流
／電圧変換器のダイナミックレンジを拡大して電流／電
圧変換器の出力が飽和してしまう領域まで自動光出力制
御が可能とし、駆動電流の不定幅を低減でき、光出力の
安定精度の向上を図ることができる半導体レーザ駆動装
置及び半導体レーザ駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器の利
得切替方式としては、例えば、特開平２−１４３７３１
号公報や特開平１０−１９０３６９号公報に記載のもの
がある。図７は、従来のディジタルＡＰＣ方式の半導体
レーザ駆動回路に、従来の電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器
の利得切替方式を組み合わせた場合の構成図である。各
構成要素の説明を以下に示す。
【０００３】図７の半導体レーザ駆動装置は、半導体レ
ーザＰ１、駆動回路（図中でＬＤＤと表記）Ｐ２、通信
制御部Ｐ３、比較増幅器Ｐ４、モニタ用受光素子Ｐ５、
電流／電圧変換器（図中でＩ／Ｖ変換器と表記）Ｐ６、
切替制御回路Ｐ７を中心にして構成されている。半導体
レーザＰ１は、アノード端子が電源に接続され、カソー
ド端子が駆動回路（ＬＤＤ）Ｐ２に接続され、駆動回路
（ＬＤＤ）Ｐ２から駆動電流Ｉｏｐの供給を受けて発光
するデバイスである。駆動回路（ＬＤＤ）Ｐ２は、半導
体レーザＰ１のカソード端子が出力端に接続され、通信
制御部Ｐ３からの電気信号に従って、半導体レーザＰ１
に駆動電流Ｉｏｐを供給する機能ブロックである。通信
制御部Ｐ３は、駆動回路（ＬＤＤ）Ｐ２の入力端に接続
され、駆動回路（ＬＤＤ）Ｐ２に電気信号を出力する機
能ブロックである。比較増幅器Ｐ４は、電流／電圧変換
器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の出力と自動光出力制御収束電
圧との比較を実行し、その比較結果に基づいて、光出力
パワーが設定値に収束するように、駆動回路（ＬＤＤ）
Ｐ２の駆動電流Ｉｏｐを制御する信号を駆動回路（ＬＤ
Ｄ）Ｐ２に出力する機能ブロックである。モニタ用受光
素子（ＰＤ）Ｐ５は、カソード端子が電源に接続され、
アノード端子が電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６
の入力端に接続され、半導体レーザＰ１のバック光を受
光するとともに、この受光量に応じたモニタ電流Ｉ
ｍｏｎに変換する機能ブロックである。電流／電圧変換
器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６は、モニタ用受光素子Ｐ５が生
成・出力するモニタ電流Ｉｍｏｎを電圧に変換（電流／
電圧変換）するとともに、切替制御回路Ｐ７の制御に従
って、利得の切替を行う。切替制御回路Ｐ７は電流／電
圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の出力のピーク値が設定
しきい値を超えているかいないかにより、電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の利得を切り替える制御をす
る。
【０００４】図８は図７の電流／電圧変換器の入力電流
のピーク値と出力のピーク値との関係を示している。縦
軸のスイッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるいはスイッチ
開切替設定しきい値Ｖｂは利得切替を行う際の設定しき
い値である。従来技術の半導体レーザ駆動方法は、利得
切替の動作電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の利
得を切り替えることにより、ダイナミックレンジを拡大
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す半導体レーザ駆動装置は、利得切替の動作電流／電
圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の利得を切り替えること
によりダイナミックレンジを拡大しているため、利得が
小さくなると、図８に示すようにモニタ電流Ｉｍ ｏｎに
対する電流／電圧変換器Ｐ６の出力Ｖの傾きが小さくな
り、以下の問題が生じる。
【０００６】図９は図７の従来技術の半導体レーザ駆動
装置における駆動電流Ｉｏｐに対する電流／電圧変換器
（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の出力Ｖの関係を示している。図
９に示すように、比較増幅器Ｐ４には入力オフセットが
生じており、図９上に比較増幅器Ｐ４の不定幅として示
してある。それに伴って、駆動電流Ｉｏｐにも駆動電流
不定幅が生じるという問題点があった。また、駆動電流
不定幅は、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の利
得の大きさに依存するため、図９に示すように、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の利得を下げることに
より駆動電流不定幅が大きくなり、光出力の安定精度が
劣化してしまうという問題点があった。
【０００７】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、電流／電圧変換器
のダイナミックレンジを拡大して電流／電圧変換器の出
力が飽和してしまう領域まで自動光出力制御ができ、駆
動電流の不定幅を低減でき、更に、光出力の安定精度の
向上を図ることができる半導体レーザ駆動装置及び半導
体レーザ駆動方法を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の要旨は、電流／電圧変換器のダイナミックレンジを拡
大して電流／電圧変換器の出力が飽和してしまう領域ま
で自動光出力制御が可能とし、駆動電流の不定幅を低減
でき、半導体レーザの光出力の安定精度の向上を図るこ
とができる半導体レーザ駆動装置であって、半導体レー
ザの光出力をモニタする受光素子に一定電流を流すため
の少なくとも１つ以上の電流源と前記モニタ用受光素子
と当該電流源の各々との間に直列に介設された少なくと
も１つ以上のスイッチ手段とを備え、所定の制御信号に
従って前記スイッチ手段を閉・開して前記電流／電圧変
換器の出力バイアスを切り替える切替型定電流源と、前
記電流／電圧変換器が出力する変換後の電圧信号のピー
ク値が所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替設
定しきい値を超えているか否かを判定するとともに、当
該判定結果に応じて、前記切替型定電流源に設けられて
いる前記スイッチ手段の各々の閉・開の制御を行う制御
信号を生成・出力する切替制御回路とを有することを特
徴とする半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の
請求項２に記載の要旨は、前記切替制御回路は、前記切
替型定電流源に設けられている前記スイッチ手段の各々
の閉・開の状態を固定するスイッチを備えることを特徴
とする請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置に存す
る。また本発明の請求項３に記載の要旨は、前記切替制
御回路は、前記切替型定電流源に設けられている前記ス
イッチ手段の各々の閉・開の制御を、少なくとも光出力
設定時に実行することを特徴とする請求項１または２に
記載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の請
求項４に記載の要旨は、前記切替制御回路は、前記切替
型定電流源に設けられている前記スイッチ手段の各々の
閉・開の制御を、少なくとも自動光出力制御収束電圧設
定時に実行することを特徴とする請求項１または２に記
載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の請求
項５に記載の要旨は、前記電流／電圧変換器は、前記モ
ニタ用受光素子が生成・出力する前記モニタ電流を電圧
に変換するとともに、当該変換後の電圧信号を前記制御
信号として前記切替制御回路に出力するように構成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項
に記載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の
請求項６に記載の要旨は、前記モニタ用受光素子は、カ
ソード端子が電源に接続され、アノード端子が前記切替
型定電流源に設けられている前記スイッチ手段の各々の
一端及び前記電流／電圧変換器の入力端に接続され、半
導体レーザのバック光を受光するとともに、当該受光量
に応じた前記モニタ電流に変換して前記電流／電圧変換
器に出力するように構成されていることを特徴とする請
求項５に記載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本
発明の請求項７に記載の要旨は、前記切替型定電流源
は、前記所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替
設定しきい値として、第１スイッチ閉切替設定しきい値
及び第２スイッチ閉切替設定しきい値を備え、前記スイ
ッチ手段の開状態においては、前記電流／電圧変換器の
出力のピーク値が前記第１スイッチ閉切替設定しきい値
を超えたときに当該スイッチ手段を閉状態に切り替え、
前記スイッチ手段の閉状態においては、前記電流／電圧
変換器の出力のピーク値が前記第２スイッチ開切替設定
しきい値を超えなくなったときに前記スイッチ手段を開
に切り替えるように構成されていることを特徴とする請
求項３または４に記載の半導体レーザ駆動装置に存す
る。また本発明の請求項８に記載の要旨は、電流／電圧
変換器のダイナミックレンジを拡大して電流／電圧変換
器の出力が飽和してしまう領域まで自動光出力制御が可
能とし、駆動電流の不定幅を低減でき、半導体レーザの
光出力の安定精度の向上を図ることができる半導体レー
ザ駆動装置であって、半導体レーザの光出力をモニタす
る受光素子に一定電流を流すための電流源であって、制
御信号に応じて前記モニタ用受光素子に供給する電流量
を制御できる可変型電流源と、前記電流／電圧変換器が
出力する変換後の電圧信号のピーク値が所定の少なくと
も１種類以上のスイッチ開切替設定しきい値を超えてい
るか否かを判定するとともに、当該判定結果に応じて、
前記可変型電流源に流れる前記モニタ用受光素子に供給
する電流量を指定する制御信号を生成・出力する切替制
御回路とを有することを特徴とする半導体レーザ駆動装
置に存する。また本発明の請求項９に記載の要旨は、前
記切替制御回路は、前記切替型定電流源の供給する電流
量を固定するスイッチを備えることを特徴とする請求項
８に記載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明
の請求項１０に記載の要旨は、前記切替制御回路は、前
記切替型定電流源の電流量の制御を、少なくとも光出力
設定時に実行することを特徴とする請求項８または９に
記載の半導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の請
求項１１に記載の要旨は、前記切替制御回路は、前記切
替型定電流源の電流量の制御を、少なくとも自動光出力
制御収束電圧設定時に実行することを特徴とする請求項
８または９に記載の半導体レーザ駆動装置に存する。ま
た本発明の請求項１２に記載の要旨は、前記電流／電圧
変換器は、前記モニタ用受光素子が生成・出力する前記
モニタ電流を電圧に変換するとともに、当該変換後の電
圧信号を前記制御信号として前記切替制御回路に出力す
るように構成されていることを特徴とする請求項８乃至
１１のいずれか一項に記載の半導体レーザ駆動装置に存
する。また本発明の請求項１３に記載の要旨は、前記モ
ニタ用受光素子は、カソード端子が電源に接続され、ア
ノード端子が前記切替型定電流源の一端及び前記電流／
電圧変換器の入力端に接続され、半導体レーザのバック
光を受光するとともに、当該受光量に応じた前記モニタ
電流に変換して前記電流／電圧変換器に出力するように
構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半
導体レーザ駆動装置に存する。また本発明の請求項１４
に記載の要旨は、電流／電圧変換工程のダイナミックレ
ンジを拡大して電流／電圧変換器の出力が飽和してしま
う領域まで自動光出力制御が可能とし、駆動電流の不定
幅を低減でき、半導体レーザの光出力の安定精度の向上
を図ることができる半導体レーザ駆動方法であって、前
記電流／電圧変換工程が出力する変換後の電圧信号のピ
ーク値が所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替
設定しきい値を超えているか否かを判定するとともに、
当該判定結果に応じて、半導体レーザの光出力をモニタ
する受光素子に一定電流を流すための少なくとも１つ以
上の電流源に流れる電流の制御を行う制御信号を生成・
出力する電流源制御工程と、前記制御信号に従って前記
電流／電圧変換工程の出力バイアスを切り替えるバイア
ス制御工程とを有することを特徴とする半導体レーザ駆
動方法に存する。また本発明の請求項１５に記載の要旨
は、前記電流源制御工程は、前記バイアス制御工程に設
けられている前記スイッチ手段の各々の閉・開の状態を
固定する工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載
の半導体レーザ駆動方法に存する。また本発明の請求項
１６に記載の要旨は、前記電流源制御工程は、前記バイ
アス制御工程に設けられている前記スイッチ手段の各々
の閉・開の制御を、少なくとも光出力設定時に実行する
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の半導体
レーザ駆動方法に存する。また本発明の請求項１７に記
載の要旨は、前記電流源制御工程は、前記バイアス制御
工程に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉・開
の制御を、少なくとも自動光出力制御収束電圧設定時に
実行することを特徴とする請求項１４または１５に記載
の半導体レーザ駆動方法に存する。また本発明の請求項
１８に記載の要旨は、前記モニタ用受光素子が生成・出
力する前記モニタ電流を電圧に変換するとともに、当該
変換後の電圧信号を前記制御信号として前記電流源制御
工程に出力する電流／電圧変換工程を含むことを特徴と
する請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の半導体
レーザ駆動方法に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に示す各実施形態の半導体レ
ーザ駆動装置は、自動光出力制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍ
ａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式の半導体
レーザ駆動装置であり、その特徴は、モニタ用受光素子
（ＰＤ）５により発生する光電流（モニタ電流
Ｉｍｏｎ）を受ける電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）
６のダイナミックレンジを広くしたこと、そしてその際
の半導体レーザ駆動方法にある。電流／電圧変換器（Ｉ
／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジを広くすることに
より、従来技術では、半導体レーザ（ＬＤ）１のフォワ
ード光における結合効率のサンプルばらつきやモニタ用
受光素子（ＰＤ）５の変換効率のサンプルばらつきによ
り、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力が飽和
してしまう領域まで、自動光出力制御が可能となる。切
替手段として、従来技術の半導体レーザ駆動方法である
電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）の利得を切り替える
方式を用いると（図７）、利得が小さい方に切り替わっ
たとき、比較増幅器の持つオフセットのため、駆動電流
Ｉｏｐの不定幅が大きくなり、光出力の安定精度が劣化
する問題が生じる。以下に示す各実施形態の半導体レー
ザ駆動装置及び半導体レーザ駆動方法は、電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６に対して切替型定電流源８を並
列に接続し、切替制御回路７からの制御信号に従ってス
イッチ手段８Ａ（あるいはスイッチ手段８１Ａ１，…，
８１ＡＮ）の切替、または可変型電流源８２を用いた電
流制御を行う（図１）。前述したように、従来技術の半
導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ（ＬＤ）Ｐ１のフ
ォワード光における結合効率のサンプルばらつきやモニ
タ用受光素子（ＰＤ）Ｐ５の変換効率のサンプルばらつ
きにより、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）Ｐ６の出
力が飽和してしまい、自動光出力制御ができないことが
ある。この問題を解消するには、電流／電圧変換器（Ｉ
／Ｖ変換器）Ｐ６のダイナミックレンジを広くすればよ
い。しかし、その際、従来技術の利得切替の技術を用い
ると、比較増幅器Ｐ４の持つオフセットのため、駆動電
流Ｉ ｏｐの不定幅が大きくなり、光出力の安定精度が劣
化する問題が生じる。このオフセットは、回路を構成す
る素子の特性ばらつきにより起こるものであり、回避は
できない。この問題を解消できる新たな切替手段が、本
発明である。以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。
【００１０】（第１実施形態）図１は本発明にかかる半
導体レーザ駆動装置の第１実施形態を説明するための機
能ブロック図である。図１を参照すると、第１実施形態
の半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ（図中でＬＤ
と表記）１、駆動回路（図中でＬＤＤと表記）２、通信
制御部３、比較増幅器４、モニタ用受光素子（図中でＰ
Ｄと表記）５、電流／電圧変換器（図中でＩ／Ｖ変換器
と表記）６、切替制御回路７、切替型定電流源８を中心
にして構成されている。
【００１１】半導体レーザ（ＬＤ）１は、アノード端子
が電源に接続され、カソード端子が駆動回路（ＬＤＤ）
２に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）２から駆動電流Ｉ
ｏｐの供給を受けて発光するデバイスである。駆動回路
（ＬＤＤ）２は、半導体レーザ（ＬＤ）１のカソード端
子が出力端に接続され、通信制御部３からの電気信号に
従って、半導体レーザ（ＬＤ）１に駆動電流Ｉｏｐを供
給する機能ブロックである。通信制御部３は、駆動回路
（ＬＤＤ）２の入力端に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）
２に電気信号を出力する機能ブロックである。比較増幅
器４は、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力と
自動光出力制御収束電圧との比較を実行し、その比較結
果に基づいて、光出力パワーが設定値に収束するよう
に、駆動回路（ＬＤＤ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御する
信号を駆動回路（ＬＤＤ）２に出力する機能ブロックで
ある。モニタ用受光素子（ＰＤ）５は、カソード端子が
電源に接続され、アノード端子が切替型定電流源８に設
けられているスイッチ手段８Ａの一端及び電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力端に接続され、半導体レ
ーザ（ＬＤ）１のバック光を受光するとともに、この受
光量に応じたモニタ電流Ｉｍｏｎに変換する機能ブロッ
クである。電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６は、モ
ニタ用受光素子（ＰＤ）５が生成・出力するモニタ電流
Ｉｍｏｎを電圧に変換（電流／電圧変換）するととも
に、変換後の電圧信号を比較増幅器４及び切替制御回路
７に出力する機能ブロックである。
【００１２】本実施形態の切替制御回路７は、電流／電
圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６が出力する変換後の電圧信
号のピーク値がスイッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるい
はスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂを超えているか否か
を判定するとともに、その判定結果に応じて、切替型定
電流源８に設けられているスイッチ手段８ＡのＯＮ
（閉）・ＯＦＦ（開）の制御を行う制御信号を生成・出
力する機能ブロックであって、現状の切替型定電流源８
に設けられているスイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）・ＯＦ
Ｆ（開）の状態を固定するスイッチ（固定用スイッチ）
を備えるとともに、切替型定電流源８に設けられている
スイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）の制御
を、光出力設定時（自動光出力制御収束電圧設定時）の
み行う点に特徴を有している。
【００１３】本実施形態の切替型定電流源８は、モニタ
用受光素子（ＰＤ）５に一定電流を流すための電流源８
Ｂと、モニタ用受光素子（ＰＤ）５と電流源８Ｂとの間
に直列に介設されたスイッチ手段８Ａを備え、切替制御
回路７からの制御信号に従ってスイッチ手段８ＡをＯＮ
（閉）・ＯＦＦ（開）することで、電流／電圧変換器
（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力バイアスを切り替える機能ブ
ロックである。
【００１４】図２は、図１の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６の入力電流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク
値と出力Ｖのピーク値との関係を示している。横軸は入
力電流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク値、縦軸は出力
Ｖのピーク値である。本実施形態の半導体レーザ駆動装
置では、図２に示すように電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）６のダイナミックレンジを拡大でき、更に加え
て、光出力の安定精度が劣化する問題は生じないといっ
た効果を奏する。
【００１５】次に、図面に基づき本実施形態の半導体レ
ーザ駆動装置の動作及び本実施形態の半導体レーザ駆動
装置で実行される半導体レーザ駆動方法の動作を説明す
る。初めに、本実施形態の半導体レーザ駆動装置の基本
動作を説明する。図１を参照すると、通信制御部３より
電気信号を受けた駆動回路（ＬＤＤ）２は、駆動電流Ｉ
ｏｐを供給して半導体レーザ（ＬＤ）１を発光させるこ
とによって、電気信号を光信号に変換する。半導体レー
ザ（ＬＤ）１からの光は、モニタ用受光素子（ＰＤ）５
によって検出されてモニタ電流Ｉｍｏｎに変換される。
このモニタ電流Ｉｍｏｎは電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）６によって電圧信号に変換される。電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧信号は比較
増幅器４に入力される。比較増幅器４は、電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧信号と予め
設定されている自動光出力制御収束電圧との比較を行う
とともに、その比較結果に基づいて、駆動回路（ＬＤ
Ｄ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御して半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）１からの光出力を一定にする。
【００１６】次に本実施形態の切替型定電流源８の動作
を説明する。本実施形態では、切替型定電流源８に設け
られているスイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）・ＯＦＦ
（開）の制御を、光出力設定時（自動光出力制御収束電
圧設定時）のみ行う点に特徴を有している。図２（図１
の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力電流（モ
ニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク値と出力Ｖのピーク値との
関係を示すグラフ）に示すように、切替型定電流源８の
スイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）により出
力のバイアスに違い（図２に示す、ＯＦＦ時は破線、Ｏ
Ｎ時は実線）が生じる。以下に切替制御回路７におけ
る、スイッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるいはスイッチ
開切替設定しきい値Ｖｂと電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）６の出力Ｖとの関係を記述する。切替型定電流源
８のスイッチ手段８ＡのＯＦＦ（開）の状態で、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力Ｖのピーク値がス
イッチ閉切替設定しきい値Ｖａを超えたとき、スイッチ
手段８ＡはＯＮ（閉）に切り替わる。切替型定電流源８
のスイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）の状態で、電流／電圧
変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力Ｖのピーク値がスイッ
チ開切替設定しきい値Ｖｂを超えなくなったとき、スイ
ッチ手段８ＡはＯＦＦ（開）に切り替わる。
【００１７】切替型定電流源８のスイッチ手段８ＡのＯ
Ｎ（閉）・ＯＦＦ（開）によって、電流／電圧変換器
（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力電流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）
に対する出力Ｖの傾きは変わらない。よって、従来技術
型（利得切替型）に伴う光出力の安定精度が劣化すると
いった従来技術の問題点が生じることなく、電流／電圧
変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジを広げ
ることができる。
【００１８】光出力パワー設定（自動光出力制御収束電
圧設定）後の運用時は、切替制御回路７の固定用スイッ
チを用いて、光出力パワー設定（自動光出力制御収束電
圧設定）の設定レベルに応じて、切替型定電流源８のス
イッチ手段８ＡがＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）のいずれか
一方になっているところで固定とする。また、自動光出
力制御収束電圧がスイッチ閉切替設定しきい値Ｖａある
いはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂと一致した場合で
も、ＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）のいずれか一方に固定し
た運用時に、モニタ電流Ｉｍｏｎの変動幅が電流／電圧
変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジ内に収
まるように、スイッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるいは
スイッチ開切替設定しきい値Ｖｂを設定しておく（図２
参照）。
【００１９】切替型定電流源８のスイッチ閉切替設定し
きい値Ｖａあるいはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂに
ついて、本実施形態では、図２に示すように、切替型定
電流源８のスイッチ手段８ＡのＯＮ（閉）・ＯＦＦ
（開）に対する切替ポイントのモニタ電流Ｉｍｏｎが一
致している。このとき、例えば自動光出力制御収束電圧
がスイッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるいはスイッチ開
切替設定しきい値Ｖｂと一致している場合、ＯＮ（閉）
・ＯＦＦ（開）どっちつかずの状態になり、回路動作が
不安定になる可能性がある。図３は切替制御回路７にお
ける切替にヒステリシス特性を持たせた場合の、図１の
電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力電流（モニ
タ電流Ｉｍｏｎ）のピーク値と出力Ｖのピーク値との関
係を示している。本実施形態の半導体レーザ駆動装置及
び半導体レーザ駆動方法では、切替制御回路７における
切替制御にヒステリシス特性を持たせて前述の回路動作
が不安定になる現象を防ぐことができる。
【００２０】本実施形態は以上のように構成されている
ので、以下に掲げる効果を奏する。第１に、電流／電圧
変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジを広く
することにより、従来技術では、半導体レーザ（ＬＤ）
１のフォワード光における結合効率のサンプルばらつき
やモニタ用受光素子（ＰＤ）５の変換効率のサンプルば
らつきにより、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の
出力が飽和してしまう領域まで、自動光出力制御が可能
となる。第２に、幅広い光出力パワーの設定にも対応で
きるようになる。第３に、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）６のダイナミックレンジを広くする際、従来技術
の半導体レーザ駆動方法（利得切替）と異なり、駆動電
流Ｉｏｐの不定幅を低減でき、光出力の安定精度の向上
を図ることができる。
【００２１】（第２実施形態）図４は本発明にかかる半
導体レーザ駆動装置の第２実施形態を説明するための機
能ブロック図であって、Ｎ個の定電流源及びスイッチ手
段を備えた切替型定電流源８１及びその周辺部分を示し
ている。前述の第１実施形態の半導体レーザ駆動装置で
は、切替型定電流源８に定電流源を１つ用いた構成にな
っているが、この切替型定電流源８に代えて、第２実施
形態の半導体レーザ駆動装置では、図４に示すように、
定電流源をＮ個（電流源８１Ｂ１，…，８１ＢＮ）並列
に複数個つなぐ構成を用いている点に特徴を有してい
る。換言すれば、Ｎ個のスイッチ手段８１Ａ１，…，８
１ＡＮを備えた切替型定電流源８１を備えている。
【００２２】図４を参照すると、第２実施形態の半導体
レーザ駆動装置は、半導体レーザ（ＬＤ）１、駆動回路
（ＬＤＤ）２、通信制御部３、比較増幅器４、モニタ用
受光素子（ＰＤ）５、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換
器）６、切替制御回路７１、切替型定電流源８１を中心
にして構成されている。スイッチ手段８１Ａ１，…，８
１ＡＮの各々の一端と接地電位ＧＮＤとの間には、切替
制御回路７１からの制御信号に応じてＯＮ（閉）・ＯＦ
Ｆ（開）可能なＮ個の電流源８１Ｂ１，…，８１ＢＮが
接続されている。スイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮ
の各々の他端とモニタ用受光素子（ＰＤ）５のアノード
端子との結節点には電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）
６の入力端が接続されている。
【００２３】半導体レーザ（ＬＤ）１は、アノード端子
が電源に接続され、カソード端子が駆動回路（ＬＤＤ）
２に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）２から駆動電流Ｉ
ｏｐの供給を受けて発光するデバイスである。駆動回路
（ＬＤＤ）２は、半導体レーザ（ＬＤ）１のカソード端
子が出力端に接続され、通信制御部３からの電気信号に
従って、半導体レーザ（ＬＤ）１に駆動電流Ｉｏｐを供
給する機能ブロックである。通信制御部３は、駆動回路
（ＬＤＤ）２の入力端に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）
２に電気信号を出力する機能ブロックである。比較増幅
器４は、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力と
自動光出力制御収束電圧との比較を実行し、その比較結
果に基づいて、光出力パワーが設定値に収束するよう
に、駆動回路（ＬＤＤ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御する
信号を駆動回路（ＬＤＤ）２に出力する機能ブロックで
ある。モニタ用受光素子（ＰＤ）５は、カソード端子が
電源に接続され、アノード端子が切替型定電流源８１に
設けられているスイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの
各々の一端及び電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の
入力端に接続され、半導体レーザ（ＬＤ）１のバック光
を受光するとともに、この受光量に応じたモニタ電流Ｉ
ｍｏｎに変換する機能ブロックである。電流／電圧変換
器（Ｉ／Ｖ変換器）６は、モニタ用受光素子（ＰＤ）５
が生成・出力するモニタ電流Ｉｍｏｎを電圧に変換（電
流／電圧変換）するとともに、変換後の電圧信号を比較
増幅器４及び切替制御回路７１に出力する機能ブロック
である。
【００２４】図６は図４の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）の入力電流（モニタ電流Ｉｍ ｏｎ）のピーク値と
出力Ｖのピーク値との関係を示している。横軸は入力電
流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク値、縦軸は出力Ｖの
ピーク値である。本実施形態の半導体レーザ駆動装置で
は、Ｎ個の定電流源及びスイッチ手段を備えた切替型定
電流源８１を設けることにより、図６に示すように電流
／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジ
を第１実施形態に比較して更に拡大でき、更に加えて、
光出力の安定精度が劣化する問題は生じないといった効
果を奏する。
【００２５】本実施形態の切替制御回路７１は、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６が出力する変換後の電圧
信号のピーク値がスイッチ閉切替設定しきい値Ｖａある
いはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂを超えているか否
かを判定するとともに、その判定結果に応じて、切替型
定電流源８１に設けられているスイッチ手段８１Ａ１，
…，８１ＡＮの各々のＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）の制御
を行う制御信号を生成・出力する機能ブロックであっ
て、現状の切替型定電流源８１に設けられているスイッ
チ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの各々のＯＮ（閉）・Ｏ
ＦＦ（開）の状態を固定するスイッチ（固定用スイッ
チ）を備えるとともに、切替型定電流源８１に設けられ
ているスイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの各々のＯ
Ｎ（閉）・ＯＦＦ（開）の制御を、光出力設定時（自動
光出力制御収束電圧設定時）のみ行う点に特徴を有して
いる。
【００２６】本実施形態の切替型定電流源８１は、モニ
タ用受光素子（ＰＤ）５に一定電流を流すための電流源
８１Ｂ１，…，８１ＢＮの各々と、モニタ用受光素子
（ＰＤ）５と電流源８１Ｂ１，…，８１ＢＮの各々との
間に直列に介設されたスイッチ手段８１Ａ１，…，８１
ＡＮの各々を備え、切替制御回路７１の制御に従ってス
イッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの各々をＯＮ（閉）
・ＯＦＦ（開）することで、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６の出力バイアスを切り替える機能ブロックで
ある。
【００２７】次に、図４，６に基づき本実施形態の半導
体レーザ駆動装置の動作及び本実施形態の半導体レーザ
駆動装置で実行される半導体レーザ駆動方法の動作を説
明する。
【００２８】初めに、本実施形態の半導体レーザ駆動装
置の基本動作を説明する。図４を参照すると、通信制御
部３より電気信号を受けた駆動回路（ＬＤＤ）２は、駆
動電流Ｉｏｐを供給して半導体レーザ（ＬＤ）１を発光
させることによって、電気信号を光信号に変換する。半
導体レーザ（ＬＤ）１からの光は、モニタ用受光素子
（ＰＤ）５によって検出されてモニタ電流Ｉｍｏｎに変
換される。このモニタ電流Ｉｍｏｎは電流／電圧変換器
（Ｉ／Ｖ変換器）６によって電圧信号に変換される。電
流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧
信号は比較増幅器４に入力される。比較増幅器４は、電
流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧
信号と予め設定されている自動光出力制御収束電圧との
比較を行うとともに、その比較結果に基づいて、駆動回
路（ＬＤＤ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御して半導体レー
ザ（ＬＤ）１からの光出力を一定にする。
【００２９】次に本実施形態の切替型定電流源８１の動
作を説明する。本実施形態では、切替型定電流源８１に
設けられているスイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの
各々のＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）の制御を、光出力設定
時（自動光出力制御収束電圧設定時）のみ行う点に特徴
を有している。図６（図４の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６の入力電流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク
値と出力Ｖのピーク値との関係を示すグラフ）に示すよ
うに、切替型定電流源８１のスイッチ手段８１Ａ１，
…，８１ＡＮの各々のＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）により
出力のバイアスに違い（具体的には、前述の図に示す、
ＯＦＦ時は破線、ＯＮ時は実線）が生じる。以下に切替
制御回路７１における、スイッチ閉切替設定しきい値Ｖ
ａあるいはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂと電流／電
圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力Ｖとの関係を記述す
る。切替型定電流源８１のスイッチ手段８１Ａ１，…，
８１ＡＮの各々のＯＦＦ（開）の状態で、電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力Ｖのピーク値がスイッチ
閉切替設定しきい値Ｖａを超えたとき、スイッチ手段８
１Ａ１，…，８１ＡＮの各々はＯＮ（閉）に切り替わ
る。切替型定電流源８１のスイッチ手段８１Ａ１，…，
８１ＡＮの各々のＯＮ（閉）の状態で、電流／電圧変換
器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力Ｖのピーク値がスイッチ開
切替設定しきい値Ｖｂを超えなくなったとき、スイッチ
手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの各々はＯＦＦ（開）に切
り替わる。
【００３０】切替型定電流源８１のスイッチ手段８１Ａ
１，…，８１ＡＮの各々のＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）に
よって、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力電
流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）に対する出力Ｖの傾きは変わ
らない。よって、従来技術型（利得切替型）に伴う光出
力の安定精度が劣化するといった従来技術の問題点が生
じることなく、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の
ダイナミックレンジを広げることができる。
【００３１】光出力パワー設定（自動光出力制御収束電
圧設定）後の運用時は、切替制御回路７１の固定用スイ
ッチを用いて、光出力パワー設定（自動光出力制御収束
電圧設定）の設定レベルに応じて、切替型定電流源８１
のスイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの各々がＯＮ
（閉）・ＯＦＦ（開）のいずれか一方になっているとこ
ろで固定とする。また、自動光出力制御収束電圧がスイ
ッチ閉切替設定しきい値Ｖａあるいはスイッチ開切替設
定しきい値Ｖｂと一致した場合でも、ＯＮ（閉）・ＯＦ
Ｆ（開）のいずれか一方に固定した運用時に、モニタ電
流Ｉｍｏｎの変動幅が電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換
器）６のダイナミックレンジ内に収まるように、スイッ
チ閉切替設定しきい値Ｖａあるいはスイッチ開切替設定
しきい値Ｖｂを設定しておく（図６参照）。
【００３２】切替型定電流源８１のスイッチ閉切替設定
しきい値Ｖａあるいはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂ
について、本実施形態では、図６に示すように、切替型
定電流源８１のスイッチ手段８１Ａ１，…，８１ＡＮの
各々のＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）に対する切替ポイント
のモニタ電流Ｉｍｏｎが一致している。このとき、例え
ば自動光出力制御収束電圧がスイッチ閉切替設定しきい
値Ｖａあるいはスイッチ開切替設定しきい値Ｖｂと一致
している場合、ＯＮ（閉）・ＯＦＦ（開）どっちつかず
の状態になり、回路動作が不安定になる可能性がある。
図３は切替制御回路７１における切替にヒステリシス特
性を持たせた場合の、図４の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６の入力電流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク
値と出力Ｖのピーク値との関係を示している。本実施形
態の半導体レーザ駆動装置及び半導体レーザ駆動方法で
は、切替制御回路７１における切替制御にヒステリシス
特性を持たせて前述の回路動作が不安定になる現象を防
ぐことができる。
【００３３】本実施形態は以上のように構成されている
ので、以下に掲げる効果を奏する。第１に、Ｎ個の定電
流源及びスイッチ手段を備えた切替型定電流源８１を用
いることにより、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６
のダイナミックレンジを第１実施形態に比較して広げる
ことができ、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダ
イナミックレンジを広くすることにより、従来技術で
は、半導体レーザ（ＬＤ）１のフォワード光における結
合効率のサンプルばらつきやモニタ用受光素子（ＰＤ）
５の変換効率のサンプルばらつきにより、電流／電圧変
換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力が飽和してしまう領域ま
で、自動光出力制御が可能となる。第２に、幅広い光出
力パワーの設定にも対応できるようになる。第３に、電
流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレン
ジを広くする際、従来技術の半導体レーザ駆動方法（利
得切替）と異なり、駆動電流Ｉｏｐの不定幅を低減で
き、光出力の安定精度の向上を図ることができる。
【００３４】（第３実施形態）図５は本発明にかかる半
導体レーザ駆動装置の第３実施形態を説明するための機
能ブロック図であって、可変型電流源８２及びその周辺
部分を示している。図５を参照すると、第３実施形態の
半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ（ＬＤ）１、駆
動回路（ＬＤＤ）２、通信制御部３、比較増幅器４、モ
ニタ用受光素子（ＰＤ）５、電流／電圧変換器６、切替
制御回路７２、可変型電流源８２を中心にして構成され
ている。モニタ用受光素子（ＰＤ）５のアノード端子と
接地電位ＧＮＤとの間には、切替制御回路７２からの制
御信号に応じてモニタ用受光素子（ＰＤ）５に供給する
電流量を制御できる可変型電流源８２が接続されてい
る。モニタ用受光素子（ＰＤ）５のアノード端子と可変
型電流源８２との結節点には電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６の入力端が接続されている。
【００３５】半導体レーザ（ＬＤ）１は、アノード端子
が電源に接続され、カソード端子が駆動回路（ＬＤＤ）
２に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）２から駆動電流Ｉ
ｏｐの供給を受けて発光するデバイスである。駆動回路
（ＬＤＤ）２は、半導体レーザ（ＬＤ）１のカソード端
子が出力端に接続され、通信制御部３からの電気信号に
従って、半導体レーザ（ＬＤ）１に駆動電流Ｉｏｐを供
給する機能ブロックである。通信制御部３は、駆動回路
（ＬＤＤ）２の入力端に接続され、駆動回路（ＬＤＤ）
２に電気信号を出力する機能ブロックである。比較増幅
器４は、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力と
自動光出力制御収束電圧との比較を実行し、その比較結
果に基づいて、光出力パワーが設定値に収束するよう
に、駆動回路（ＬＤＤ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御する
信号を駆動回路（ＬＤＤ）２に出力する機能ブロックで
ある。モニタ用受光素子（ＰＤ）５は、カソード端子が
電源に接続され、アノード端子が可変型電流源８２の出
力端及び電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力端
に接続され、半導体レーザ（ＬＤ）１のバック光を受光
するとともに、この受光量に応じたモニタ電流Ｉｍｏｎ
に変換する機能ブロックである。電流／電圧変換器（Ｉ
／Ｖ変換器）６は、モニタ用受光素子（ＰＤ）５が生成
・出力するモニタ電流Ｉｍｏｎを電圧に変換（電流／電
圧変換）するとともに、変換後の電圧信号を比較増幅器
４及び切替制御回路７２に出力する機能ブロックであ
る。
【００３６】図６は図５の電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変
換器）の入力電流（モニタ電流Ｉｍ ｏｎ）のピーク値と
出力Ｖのピーク値との関係を示している。横軸は入力電
流（モニタ電流Ｉｍｏｎ）のピーク値、縦軸は出力Ｖの
ピーク値である。本実施形態の半導体レーザ駆動装置で
は、Ｎ個の定電流源及びスイッチ手段を備えた可変型電
流源８２を設けることにより、図６に示すように電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミックレンジを
第１実施形態に比較して更に拡大でき、更に加えて、光
出力の安定精度が劣化する問題は生じないといった効果
を奏する。
【００３７】本実施形態の切替制御回路７２は、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６が出力する変換後の電圧
信号のピーク値に応じて、可変型電流源８２の制御を行
う機能ブロックであって、現状の可変型電流源８２の電
流量制御の状態を固定するスイッチ（固定用スイッチ）
を備えるとともに、可変型電流源８２の制御を、光出力
設定時（自動光出力制御収束電圧設定時）のみ行う点に
特徴を有している。また本実施形態の可変型電流源８２
は、切替制御回路７２の制御に従って電流量制御するこ
とで、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力バイ
アスを切り替える機能ブロックである。
【００３８】次に、図５，６に基づき本実施形態の半導
体レーザ駆動装置の動作及び本実施形態の半導体レーザ
駆動装置で実行される半導体レーザ駆動方法の動作を説
明する。初めに、本実施形態の半導体レーザ駆動装置の
基本動作を説明する。図５を参照すると、通信制御部３
より電気信号を受けた駆動回路（ＬＤＤ）２は、駆動電
流Ｉｏｐを供給して半導体レーザ（ＬＤ）１を発光させ
ることによって、電気信号を光信号に変換する。半導体
レーザ（ＬＤ）１からの光は、モニタ用受光素子（Ｐ
Ｄ）５によって検出されてモニタ電流Ｉｍｏｎに変換さ
れる。このモニタ電流Ｉｍｏｎは電流／電圧変換器（Ｉ
／Ｖ変換器）６によって電圧信号に変換される。電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧信号
は比較増幅器４に入力される。比較増幅器４は、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６から出力された電圧信号
と予め設定されている自動光出力制御収束電圧との比較
を行うとともに、その比較結果に基づいて、駆動回路
（ＬＤＤ）２の駆動電流Ｉｏｐを制御して半導体レーザ
（ＬＤ）１からの光出力を一定にする。
【００３９】次に本実施形態の可変型電流源８２の動作
を説明する。本実施形態では、可変型電流源８２の制御
を、光出力設定時（自動光出力制御収束電圧設定時）の
み行う点に特徴を有している。上記各実施形態と同様
に、可変型電流源８２での電流量制御によって、電流／
電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の入力電流（モニタ電流
Ｉｍｏｎ）に対する出力Ｖの傾きは変わらない。よっ
て、従来技術型（利得切替型）に伴う光出力の安定精度
が劣化するといった従来技術の問題点が生じることな
く、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミッ
クレンジを広げることができる。
【００４０】光出力パワー設定（自動光出力制御収束電
圧設定）後の運用時は、切替制御回路７２の固定用スイ
ッチを用いて、光出力パワー設定（自動光出力制御収束
電圧設定）の設定レベルに応じて、可変型電流源８２の
電流量を固定とする。
【００４１】本実施形態は以上のように構成されている
ので、以下に掲げる効果を奏する。第１に、可変型電流
源８２を用いることにより、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ
変換器）６のダイナミックレンジを第１実施形態に比較
して広げることができ、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換
器）６のダイナミックレンジを広くすることにより、従
来技術では、半導体レーザ（ＬＤ）１のフォワード光に
おける結合効率のサンプルばらつきやモニタ用受光素子
（ＰＤ）５の変換効率のサンプルばらつきにより、電流
／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６の出力が飽和してしま
う領域まで、自動光出力制御が可能となる。第２に、幅
広い光出力パワーの設定にも対応できるようになる。第
３に、電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器）６のダイナミ
ックレンジを広くする際、従来技術の半導体レーザ駆動
方法（利得切替）と異なり、駆動電流Ｉｏｐの不定幅を
低減でき、光出力の安定精度の向上を図ることができ
る。
【００４２】なお、本発明が上記各実施形態に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は
適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部
材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、
本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にするこ
とができる。また、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。
【００４３】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。第１に、電流／電圧変
換器のダイナミックレンジを広くすることにより、従来
では、半導体レーザのフォワード光における結合効率の
サンプルばらつきやモニタ用受光素子の変換効率のサン
プルばらつきにより、電流／電圧変換器の出力が飽和し
てしまう領域まで、自動光出力制御が可能となる。第２
に、幅広い光出力パワーの設定にも対応できるようにな
る。第３に、電流／電圧変換器のダイナミックレンジを
広くする際、従来の半導体レーザ駆動方法（利得切替）
と異なり、駆動電流の不定幅を低減でき、光出力の安定
精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる半導体レーザ駆動装置の第１実
施形態を説明するための機能ブロック図である。
【図２】図１の電流／電圧変換器の入力電流（モニタ電
流）のピーク値と出力のピーク値との関係を示してい
る。
【図３】切替制御回路における切替にヒステリシス特性
を持たせた場合の、図１の電流／電圧変換器の入力電流
（モニタ電流）のピーク値と出力のピーク値との関係を
示している。
【図４】本発明にかかる半導体レーザ駆動装置の第２実
施形態を説明するための機能ブロック図であって、Ｎ個
の定電流源及びスイッチ手段を備えた切替型定電流源の
部分を示している。
【図５】本発明にかかる半導体レーザ駆動装置の第３実
施形態を説明するための機能ブロック図であって、可変
型電流源及びその周辺部分を示している。
【図６】図４，５の電流／電圧変換器の入力電流のピー
ク値と出力のピーク値との関係を示している。
【図７】従来のディジタルＡＰＣ方式の半導体レーザ駆
動回路に、従来の電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器の利得切
替方式を組み合わせた場合の構成図である。
【図８】図７の電流／電圧変換器の入力電流のピーク値
と出力のピーク値との関係を示している。
【図９】図７の従来技術の半導体レーザ駆動装置におけ
る駆動電流に対する電流／電圧変換器の出力の関係を示
している。
【符号の説明】
１…半導体レーザ（ＬＤ） ２…駆動回路（ＬＤＤ） ３…通信制御部 ４…比較増幅器 ５…モニタ用受光素子（ＰＤ） ６…電流／電圧変換器（Ｉ／Ｖ変換器） ７…切替制御回路 ７１…切替制御回路 ７２…切替制御回路 ８…切替型定電流源 ８Ａ…スイッチ手段 ８１…切替型定電流源 ８１Ａ１，…，８１ＡＮ…スイッチ手段 ８１Ｂ１，…，８１ＢＮ…電流源 ８２…可変型電流源 Ｉｍｏｎ…モニタ電流 Ｖａ…スイッチ閉切替設定しきい値 Ｖｂ…スイッチ開切替設定しきい値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−20655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−81677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−15909（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−102744（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−145166（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−22521（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−41181（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−196053（ＪＰ，Ａ) 特開2000−269541（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 G11B 7/125 H01L 33/00 H01L 31/00 - 31/10

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電流／電圧変換器のダイナミックレンジ
    を拡大して電流／電圧変換器の出力が飽和してしまう領
    域まで自動光出力制御が可能とし、駆動電流の不定幅を
    低減でき、半導体レーザの光出力の安定精度の向上を図
    ることができる半導体レーザ駆動装置であって、 半導体レーザの光出力をモニタする受光素子に一定電流
    を流すための少なくとも１つ以上の電流源と前記モニタ
    用受光素子と当該電流源の各々との間に直列に介設され
    た少なくとも１つ以上のスイッチ手段とを備え、所定の
    制御信号に従って前記スイッチ手段を閉・開して前記電
    流／電圧変換器の出力バイアスを切り替える切替型定電
    流源と、 前記電流／電圧変換器が出力する変換後の電圧信号のピ
    ーク値が所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替
    設定しきい値を超えているか否かを判定するとともに、
    当該判定結果に応じて、前記切替型定電流源に設けられ
    ている前記スイッチ手段の各々の閉・開の制御を行う制
    御信号を生成・出力する切替制御回路とを有することを
    特徴とする半導体レーザ駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記切替制御回路は、前記切替型定電流
    源に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉・開の
    状態を固定するスイッチを備えることを特徴とする請求
    項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記切替制御回路は、前記切替型定電流
    源に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉・開の
    制御を、少なくとも光出力設定時に実行することを特徴
    とする請求項１または２に記載の半導体レーザ駆動装
    置。
  4. 【請求項４】 前記切替制御回路は、前記切替型定電流
    源に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉・開の
    制御を、少なくとも自動光出力制御収束電圧設定時に実
    行することを特徴とする請求項１または２に記載の半導
    体レーザ駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記電流／電圧変換器は、前記モニタ用
    受光素子が生成・出力する前記モニタ電流を電圧に変換
    するとともに、当該変換後の電圧信号を前記制御信号と
    して前記切替制御回路に出力するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載
    の半導体レーザ駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記モニタ用受光素子は、カソード端子
    が電源に接続され、アノード端子が前記切替型定電流源
    に設けられている前記スイッチ手段の各々の一端及び前
    記電流／電圧変換器の入力端に接続され、半導体レーザ
    のバック光を受光するとともに、当該受光量に応じた前
    記モニタ電流に変換して前記電流／電圧変換器に出力す
    るように構成されていることを特徴とする請求項５に記
    載の半導体レーザ駆動装置。
  7. 【請求項７】 前記切替型定電流源は、 前記所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替設定
    しきい値として、第１スイッチ閉切替設定しきい値及び
    第２スイッチ閉切替設定しきい値を備え、 前記スイッチ手段の開状態においては、前記電流／電圧
    変換器の出力のピーク値が前記第１スイッチ閉切替設定
    しきい値を超えたときに当該スイッチ手段を閉状態に切
    り替え、前記スイッチ手段の閉状態においては、前記電
    流／電圧変換器の出力のピーク値が前記第２スイッチ開
    切替設定しきい値を超えなくなったときに前記スイッチ
    手段を開に切り替えるように構成されていることを特徴
    とする請求項３または４に記載の半導体レーザ駆動装
    置。
  8. 【請求項８】 電流／電圧変換器のダイナミックレンジ
    を拡大して電流／電圧変換器の出力が飽和してしまう領
    域まで自動光出力制御が可能とし、駆動電流の不定幅を
    低減でき、半導体レーザの光出力の安定精度の向上を図
    ることができる半導体レーザ駆動装置であって、 半導体レーザの光出力をモニタする受光素子に一定電流
    を流すための電流源であって、制御信号に応じて前記モ
    ニタ用受光素子に供給する電流量を制御できる可変型電
    流源と、 前記電流／電圧変換器が出力する変換後の電圧信号のピ
    ーク値が所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切替
    設定しきい値を超えているか否かを判定するとともに、
    当該判定結果に応じて、前記可変型電流源に流れる前記
    モニタ用受光素子に供給する電流量を指定する制御信号
    を生成・出力する切替制御回路とを有することを特徴と
    する半導体レーザ駆動装置。
  9. 【請求項９】 前記切替制御回路は、前記切替型定電流
    源の供給する電流量を固定するスイッチを備えることを
    特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ駆動装置。
  10. 【請求項１０】 前記切替制御回路は、前記切替型定電
    流源の電流量の制御を、少なくとも光出力設定時に実行
    することを特徴とする請求項８または９に記載の半導体
    レーザ駆動装置。
  11. 【請求項１１】 前記切替制御回路は、前記切替型定電
    流源の電流量の制御を、少なくとも自動光出力制御収束
    電圧設定時に実行することを特徴とする請求項８または
    ９に記載の半導体レーザ駆動装置。
  12. 【請求項１２】 前記電流／電圧変換器は、前記モニタ
    用受光素子が生成・出力する前記モニタ電流を電圧に変
    換するとともに、当該変換後の電圧信号を前記制御信号
    として前記切替制御回路に出力するように構成されてい
    ることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に
    記載の半導体レーザ駆動装置。
  13. 【請求項１３】 前記モニタ用受光素子は、カソード端
    子が電源に接続され、アノード端子が前記切替型定電流
    源の一端及び前記電流／電圧変換器の入力端に接続さ
    れ、半導体レーザのバック光を受光するとともに、当該
    受光量に応じた前記モニタ電流に変換して前記電流／電
    圧変換器に出力するように構成されていることを特徴と
    する請求項１２に記載の半導体レーザ駆動装置。
  14. 【請求項１４】 電流／電圧変換工程のダイナミックレ
    ンジを拡大して電流／電圧変換器の出力が飽和してしま
    う領域まで自動光出力制御が可能とし、駆動電流の不定
    幅を低減でき、半導体レーザの光出力の安定精度の向上
    を図ることができる半導体レーザ駆動方法であって、 前記電流／電圧変換工程が出力する変換後の電圧信号の
    ピーク値が所定の少なくとも１種類以上のスイッチ開切
    替設定しきい値を超えているか否かを判定するととも
    に、当該判定結果に応じて、半導体レーザの光出力をモ
    ニタする受光素子に一定電流を流すための少なくとも１
    つ以上の電流源に流れる電流の制御を行う制御信号を生
    成・出力する電流源制御工程と、 前記制御信号に従って前記電流／電圧変換工程の出力バ
    イアスを切り替えるバイアス制御工程とを有することを
    特徴とする半導体レーザ駆動方法。
  15. 【請求項１５】 前記電流源制御工程は、前記バイアス
    制御工程に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉
    ・開の状態を固定する工程を含むことを特徴とする請求
    項１４に記載の半導体レーザ駆動方法。
  16. 【請求項１６】 前記電流源制御工程は、前記バイアス
    制御工程に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉
    ・開の制御を、少なくとも光出力設定時に実行すること
    を特徴とする請求項１４または１５に記載の半導体レー
    ザ駆動方法。
  17. 【請求項１７】 前記電流源制御工程は、前記バイアス
    制御工程に設けられている前記スイッチ手段の各々の閉
    ・開の制御を、少なくとも自動光出力制御収束電圧設定
    時に実行することを特徴とする請求項１４または１５に
    記載の半導体レーザ駆動方法。
  18. 【請求項１８】 前記モニタ用受光素子が生成・出力す
    る前記モニタ電流を電圧に変換するとともに、当該変換
    後の電圧信号を前記制御信号として前記電流源制御工程
    に出力する電流／電圧変換工程を含むことを特徴とする
    請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の半導体レー
    ザ駆動方法。
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