JP3581555B2 - 光源駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードからの発光量が所望の光量になるようにレーザ駆動電流を制御するレーザダイオード駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル光通信や電子写真の画像形成装置などで、電気パルス信号を光パルスに変換するために発光素子としてレーザダイオードが用いられており、その発光量は素子の動作温度が変化しても所望の光量が得られることが要求されている。
【０００３】
しかしながら、図２２に示すように、レーザダイオードの発光特性は、動作温度に大きく依存しており、動作温度の変化に伴い閾値電流が変化し、所望の光量を得るためには、レーザダイオード駆動電流を制御する必要がある。
【０００４】
また、レーザダイオードには、発光遅延という特有の現象があり、レーザダイオードによる光パルス変調時の周波数特性の向上のために、非発光時にバイアス電流を印加し、バイアス電流と変調信号を持つパルス電流との重畳した電流をレーザダイオードに供給する方法がとられていることは良く知られている．
そして、周波数特性向上を効果的にするためには、バイアス電流をできるだけ発振閾値電流近傍に印加することが望ましい。しかし、発振閾値電流は、前述したように、動作温度の依存性が大きく、個々の素子によっても異なるため、固定の定電流としてバイアス電流を発振閾値電流近傍に印加することは、実際の使用上極めて難しいである。
【０００５】
したがって、レーザーダイオード駆動電流に固定の定電流としてバイアス電流を印加するときは、発振閾値電流が変動しても消光比を十分に確保できるくらい小さな電流値に設定するか、もしくは、個々の素子や動作温度によってバイアス電流を制御する方法が必要とされる。
【０００６】
図２３は、第１の従来例としてのレーザダイオード駆動回路である。
【０００７】
１はレーザダイオードであり、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。レーザーダイオード１には、制御可能なバイアス定電流回路２６と、入力データに応じてパルス変調信号を与えるスッチング回路２８を通じて制御可能な発光定電流回路２７とが接続されている。フォトダイオード２の出力には抵抗ｒが接続されており、抵抗ｒの他端は接地されている。また、フォトダイオード２の出力は、バイアス電流によって発光する光量をサンプルホールドするローレベルサンプルホールド回路２９と、発光電流によって発光する光量をサンプルホールドするハイレベルサンプルホールド回路３０とが接続されている。スイッチング回路２８と、ローレベルサンプルホールド回路２９と、ハイレベルサンプルホールド回路３０とは、制御回路３１によって制御されている。
【０００８】
まず、バイアス電流ＩＢを決定するには、制御回路３１はスイッチング回路２８を非導通状態にする制御信号を送り、フォトダイオード２でモニタされた発光量は、ローレべルサンプルホールド回路２９によってサンプルホールドされ、ローレベルの基準光量値と比較し、所望のローレベルの光量になるようにバイアス定電流源２６を制御する。
【０００９】
次に、発光電流を決定する。このとき、制御回路３ｌは、スイッチング回路２８を導通状態にする制御信号を送り、バイアス電流が流れた状態で行う。フォトダイオード２でモニタされた発光量は、ハイレベルサンプルホールド回路３０によってサンプルホールドされ、ハイレベルの基準光量値と比較し、所望のハイレベルを与える光量になるように発光定電流源２７を制御する。
【００１０】
レーザダイオードに光パルス変調を与えるときは、スイッチング回路２８を変調データに応じてオン／オフさせればよい。これにより、スイッチング回路２８がオフ状態にあるパルス変調のローレベルには、バイアス電流が印加されていることになる。
【００１１】
図２４は、第２の従来例としてのレーザダイオード駆動回路である。
【００１２】
１はレーザダイオード、２はフォトダイオードでレーザダイオード１からの発光量をモニタする。フォトダイオード２の出力は、制御回路３１に接続されている。レーザダイオード１には、制御可能なバイアス定電流回路２６と、入力データに応じてパルス変調信号を与えるスイッチング回路２８を通して制御可能な発光定電流回路２７とが接続されている．
３ｌは例えばＣＰＵ等で構成される制御回路である。この制御回路３１は、バイアス電流を決定するためのラッチ回路３２および発光電流を決定するためのラッチ回路３３へ制御信号を送る。３４，３５は、Ｄ／Ａ変換回路である。Ｄ／Ａ変換回路３４は、ラッチ回路３２にホールドされたデジタルデータをアナログデータに変換し、バイアス定電流回路２６の出力制御を行うデータを供給する。Ｄ／Ａ変換回路３５は、ラッチ回路３３にホールドされたデジタルデータをアナログデータに変換し、発光定電流回路２７の出力制御を行うデータを供給する。
【００１３】
図２５は、レーザ駆動電流とレーザ発光量との関係を示す特性図である。
【００１４】
レーザダイオード１からの発光量が所望の光量になるように外部から指示があると、まず、バイアス定電流源の電流値を決定するために、制御回路３１は、スイッチング回路２８を非導通状態にし、ラッチ回路３２、Ｄ／Ａ変換回路３４へバイアス電流を段階的に増加させるように制御データ信号を送る。バイアス電流を段階的に増加させていき、レーザダイオード１からの発光量の量が急激に大きくなったときのバイアス定電流源の出力電流を発振閾値電流Ｉｔｈとみなし、これを補正してバイアス電流源を制御する。
【００１５】
あるいは、図２４と同じ回路構成において、発振閾値電流を求める方法として、制御回路３１に発振閾値電流を求める演算手段も兼ね備え、バイアス定電流源の電流値を決定するために、制御回路３１は、スイッチング回路２８を非導通状態にし、ラッチ回路３２、Ｄ／Ａ変換回路３４へとバイアス電流を段階的に増加させるように制御データ信号を送る。レーザダイオード１の発光量が所定の第１の発光量Ｐ１になると、制御回路３１はそのときのバイアス電流制御データＩ１を内部メモリに記憶させると共に、さらに発光量を増加させ、第２の発光量Ｉ２までバイアス電流を増加させ、このときのバイアス電流制御データＩ２を内部メモリに記憶する。
【００１６】
次に、ラッチ回路３２のデータをリセットし、一旦バイアス電流制御をオフさせる。続いて、制御回路３１では、第１の発光量Ｐ１に対するバイアス制御電流データ値Ｉ１と第２の発光量Ｐ２に対するバイアス電流制御データ値Ｉ２からレーザダイオード１の発振閾値電流Ｉｔｈを下記に示す（１）式に基づいて演算し求める。
【００１７】
【数３】
ところが上記に示す（１）式から得られる発振閾値電流Ｉｔｈをバイアス電流としてレーザダイオード１に印加しても、レーザダイオード１は十分に消光されず、図２５に示すように、光量Ｐｔｈの光を発光することが分かっており、例えば、電子写真においては、この光の量は画像にかぶりが生ずる可能性がかなり高い。
【００１８】
そこで、制御回路３１には、下記に示す（２）式あるいは（３）式に基づいて発振閾値電流Ｉｔｈを補正する手段を有し、バイアス電流ＩＢを決定している。
【００１９】
【数４】
バイアス電流ＩＢが上記手段で決定したならば、制御回路３１はラッチ回路３２にバイアス定電流源２６の出力電流値がＩＢとなるデジタルデータを送り、Ｄ／Ａ変換回路３４はラッチ回路３２にホールドされたデジタルデータをアナログデータに変換してバイアス定電流源２６の制御を行い、レーザダイオード１にバイアス電流ＩＢを印加する。
【００２０】
次に、制御回路３１は、スイッチング回路２８を導通状態にさせ、所望の発光量となるまで発光電流を増加させるための制御データ信号をラッチ回路３３に送る。すなわち、バイアス定電流回路２６によってバイアス電流ＩＢが印加された状態で、発光定電流回路２７の電流がレーザダイオード１に供給される。そして、レーザダイオード１からの発光量が所望の光量になったとき、発光電流の増加を停止し、そのときの発光電流制御データ値をラッチ回路３３にホールドする。レーザダイオード１に光パルス変調を与えるときは、スイッチング回路２８を変調データに応じてオン、オフさせればよい。これにより、スイッチング回路２８がオフ状態にあるパルス変調のローレベルには、バイアス電流が印加されていることになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザダイオード駆動回路は、以下に述べるような課題がある。
【００２２】
（課題１−第１の従来例）
図２３に示すようなバイアス電流だけで発光する光量をモニタし、この光量をもとにバイアス電流を制御する方法は、ローレべルの光量を完全に「０」にすることは不可能である。したがって、ハイ／ローレベルのパルス変調を行う場合にはそれでも構わないが、例えば、電子写真に用いたとき、ローレべルの光量はできる限り少ない方が望ましく、ローレべルのときにレーザダイオードから光が出ていると、画像にかぶりを生ずる可能性が非常に高く、大きな問題である。
【００２３】
また、ローレベルの微少な光量を検出するときに、フォトダイオード１からの出力信号が結果的にバイアス電流の制御が安定に行なえない可能性が高い。
【００２４】
（課題２−第２の従来例）
図２４に示すようなレーザ駆動回路では、バイアス電流を決定するにあたり、Ｄ／Ａ変換回路を用いて段階的にバイアス電流を増加させるので、精度良く制御するにはＤ／Ａ変換回路の分解能を高くしなければならない。特に、レーザ駆動電流が大きくなったときやレーザ発光領域におけるスロープ効率が大きくなったときには大きな問題となり、例えば、電子写真に用いたとき、中間調の画像を出力することが困難となる。
【００２５】
また、この制御の動作上、自然発光領域からレーザ発光領域へと段階的に電流値を大きくしていくので、バイアス電流および発光電流を決定するまでに時間がかかってしまい、早く制御を終わらせるには高速のクロック信号が必要となる。
【００２６】
さらに、レーザダイオード駆動回路というものは、主としてアナログ回路で構成されており、ここに、デジタル回路を混在させるには、ノイズ対策が必要となる。
【００２７】
そこで、本発明の目的は、発振閾値近傍の安定化を図り、常に消光比に優れたレーザ発光を行うことが可能な光源駆動装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は、簡単な回路構成で、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない光源駆動装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値を決定する決定手段と、前記決定手段により決定される駆動電流値に基づいて、入力信号に応じて変調されるパルス電流を前記光源へ供給する手段とを有し、所望の光量の変調光ビームを光源より発生させるための光源駆動装置において、前記光源の発振閾値を求め、該求められた発振閾値に基づいて、前記パルス電流を制限するための制限値を決定する制限値決定手段と、前記パルス電流の振幅が前記決定された制限値を超えない様に該パルス電流を該制限値に制限する制限手段とを設け、前記制限手段により制限されたパルス電流の振幅値と前記決定手段により決定された駆動電流値との差分が前記入力信号にかかわらず前記光源へ供給される様構成することによって、光源駆動装置を構成する。
【００３０】
前記光源から発生される光ビームの光量をモニタするモニタ手段を有し、前記制限値決定手段は、前記モニタ手段によりモニタされた光量に基いて、前記駆動電流の値を決定する手段を有するようにしてもよい。
【００３１】
前記制限値決定手段は、光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値と、前記光源が前記所望の光量の１／Ｎの光量を発生するための駆動電流値との差分に基づいて、前記発振閾値を求めるようにしてもよい。
【００３２】
前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を加算することによって、前記制限値を決定するようにしてもよい。
【００３３】
前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を乗算することによって、前記制限値を決定するようにしてもよい。
【００３４】
前記制限値決定手段は、前記決定される駆動電流値を所定値に制限することによりパルス電流の振幅値を決定するとともに、該駆動電流値と該パルス電流の振幅値との差分から前記バイアス値を決定するようにしてもよい。
【００３５】
前記光源は、半導体レーザとして構成してもよい。
【００３６】
前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限されるパルス電流の振幅分を減算する電流減算手段と、前記電流減算手段の出力と、前記制限手段により制限されたパルス電流とを加算する電流加算手段とを有し、前記電流加算手段の出力を前記半導体レーザのカソードへ供給するようにしてもよい。
【００３７】
前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限手段により制限されたパルス電流を減算する電流減算手段を有し、前記電流減算手段の出力を、前記半導体レーザのアノードに供給するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４７】
第１の実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
【００４８】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【００４９】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流により発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７においてレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限してパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流ＩＬＤを、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【００５０】
このようなカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路を設けたことにより、レーザダイオード１の動作温度の変化等によって発振閾値電流の変化やレーザ発振領域におけるスロープ効率の特性が変化しても、常に安定したバイアス電流ＩＢを発振閾値電流Ｉ２の近傍に印加することができるとともに、常に消光比が十分確保することが可能な優れたレーザ発光を行うことができる。
【００５１】
（実施例１）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【００５２】
図１は、本発明に適用したレーザダイオード駆動回路の１例を示すものである。
【００５３】
まず、本発明で使用する可変ｇｍアンプ６，１１について説明する。
【００５４】
可変ｇｍアンプ６，１１は、２つの電圧と、１つの基準電流Ｉｉｎとを入力とし、２つの入力電圧の電位差を△ｖｉとしたとき、出力電流Ｉｏｕｔは、以下の式で表される。なお、可変ｇｍアンプのゲインは１とする。
【００５５】
【数７】
ここで、ｋは０≦ｋ≦１の値をとり、以下、制御関数ｋと呼ぶことにする。電位差△ｖｉが−１〜＋１間で変化したとき、制御関数ｋ、出力電流Ｉｏｕｔは、以下のように変化するものとする。なお、上記範囲では、制御関数ｋ、出力電流Ｉｏｕｔは線形に変化しているものとする。
【００５６】
【数８】
以下、具体的な構成例について説明する。
【００５７】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオードからの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【００５８】
フォトダイオード２の出力端に発生する電流ＩＭは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３の電流電圧変換回路３に入力され、電圧ＶＭに変換される。この変換された電圧ＶＭは、回路２３の第１の電圧比較器４、および、回路２４の第２の電圧比較器９の各負入力端子に入力される。
【００５９】
第１の電圧比較器４の正入力端子には、所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１が入力される。第１の電圧比較器４の出力は、第１のサンプルホールド回路５に接続されており、第１のサンプルホールド回路５には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号ＯＮ−ＡＰＣが入力される。
【００６０】
第１のサンプルホールド回路５の出力電圧をＶｅｒｒ１とし、出力電圧Ｖｅｒｒ１は第１の可変ｇｍアンプ６の正入力端子に入力される。第１の可変ｇｍアンプ６の負入力端子には第２の基準電圧ＶＡが入力され、基準電流として定電流ＩＡが入力されている。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、入力される電圧Ｖｅｒｒ１と基準電圧ＶＡの電位差によって決まり、これにより、発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決定される。
【００６１】
電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０の決定方法は後で述べる。電流制限回路７の出力電流をＩ１とし、この電流Ｉ１は光パルス変調時の振幅レベルを与える電流となる。電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じて第１のスイッチング回路８でパルス変調した電流をパルス電流ＩＰとする。
【００６２】
また、電流Ｉ１は、第２の電流バッファ１８を介して、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるように接続されており、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流Ｉ１を減じた電流をバイアス電流ＩＢとする。
【００６３】
レーザダイオード１のカソードに供給する電流ＩＬＤは、バイアス電流ＩＢを第１の電流増幅回路１４（ゲインα）で増幅した電流ＩＢ１と、パルス電流ＩＰを第２の電流増幅回路１５（ゲインα）で増幅した電流ＩＰ１とを加算した電流とする。第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５を用いることにより、バイアス電流ＩＢおよびパルス電流ＩＰを決定するまでの制御回路の消費電力を小さく抑えることができる。
【００６４】
また、制限電流値Ｉ０を決定するための回路２４において、第２の電圧比較器９の正入力端子には第３の基準電圧Ｖｒ２として、第１の基準電圧Ｖｒ１の１／Ｎ倍の電圧値（Ｖｒ１／Ｎ）が入力される。第２の電圧比較器９の出力は、第２のサンプルホールド回路１０に接続されており、第２のサンプルホールド回路１０には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号ＯＦＦ−ＡＰＣが入力される。
【００６５】
第２のサンプルホールド回路１０の出力電圧をＶｅｒｒ２とすると、電圧Ｖｅｒｒ２は、第２の可変ｇｍアンプ１１の正入力端子に入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の負入力端子には、第４の基準電圧ＶＢが入力され、基準電流として定電流ＩＢが入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂは、入力される電圧Ｖｅｒｒ２と基準電圧ＶＢとの電位差によって決まり、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流を電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）とする。
【００６６】
電流Ｉ２は、可変電流利得回路１２に入力される。可変電流利得回路Ｉ２には制御信号Ｇｃが入力され、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインＧを「１」とし、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインＧを「ｎ／（ｎ−１）」とする。そして、可変電流利得回路１２の出力電流に、第２のスイッチング回路１３を介して流れる任意の定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０として、電流制限回路７に供給する。
【００６７】
図２は、本例で使用する電流制限回路７の特性を示す。
【００６８】
この電流制限回路７の特性としては、電流制限能力が有限なものが望ましい。もちろん、電流制限能力が非常に無限でも良いが、レーザダイオード１の発光特性上、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが大きくなり、スロープ効率が低下すると、パルス電流ＩＰを大きくしたいので、制限電流値Ｉ０以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが入力されても、出力電流Ｉ１がわずかに増加していく特性を有しいていることが望ましい。
【００６９】
図３は、そのような特性を持つ電流制限回路７を実現することが可能な回路の１例を示すものである。
【００７０】
この電流制限回路７において、制限電流値Ｉ０は、第１のダイオードＤ１のアノードと第１のオペアンプＡＭＰ１の正入力端子に入力されており、第１のダイオードＤ１のカソードは、第１の抵抗１０１に接続されている。第１の抵抗１０１の他端は接地されている。第１のオペアンプＡＭＰ１の出力は、第１のトランジスタＱ１のベースに接続されている。第１のトランジスタＱ１のコレクタは、電源電圧Ｖｃｃに接続されており、第１のトランジスタＱ１のエミッタは、第２の抵抗１０２と、定電流源Ｉ１と、第１のオペアンプＡＭＰ１の負入力端子に接続されている。
【００７１】
一方、電流制限回路７の入力であるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖは、第２のダイオードＤ２のアノードと、可変ｇｍアンプ１０５の出力とに接続されている。第２のダイオードＤ２のカソードは、第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースと、第４のトランジスタＱ４のベースと、第２のオペアンプＡＭＰ２の正入力端子とに接続されている。
【００７２】
第２のトランジスタＱ２のコレクタは、可変ｇｍアンプ１０５の基準電流入力端子に接続されており、また、第２のトランジスタＱ２のべースは、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力に接続されている。第２のトランジスタＱ２のエミッタは、第２の抵抗１０２の他端と第２のオペアンプＡＭＰ２の負入力端子とに接続されている。第３のトランジスタＱ３のエミッタは、第３の抵抗１０３に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタは、第４の抵抗１０４に接続されている。第３の抵抗１０３および第４の抵抗１０４の他端は、接地されている。
【００７３】
出力電流ＩＰは、第４のトランジスタＱ４のコレクタから取り出すことができる。なお、可変ｇｍアンプ１０５には、基準電圧ＶＡと制御電圧ＶＢとが入力されており、基準電圧ＶＡと制御電圧ＶＢの電位差で制御関数αの値が決定される。
【００７４】
ここで、電流制限回路７の動作について説明する。説明を簡単にするために、可変ｇｍアンプの制御関数αの値は、α＝１とする。
【００７５】
入力電流（レーザーダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ）が制限電流値Ｉ０以下のときは、第２の抵抗１０２に電流は流れず、入力電流Ｉｄｒｖを減じるような電流ｉは存在しない。従って、出力電流Ｉ１には、入力電流Ｉｄｒｖがそのまま出力される。入力電流Ｉｄｒｖが制限電流値Ｉ０以上になったとき、第２の抵抗１０２に電流が流れ、電流制限動作が行われる。このときの出力電流Ｉ１は、以下の式で示される。
【００７６】
Ｖ（Ｑ１Ｅ）：第１のトランジスタＱ１のエミッタ電圧
Ｖ（Ｑ２Ｅ）：第２のトランジスタＱ２のエミッタ電圧
ＶＢＥ（Ｑ３）：第３のトランジスタＱ３のベースエミッタ間電圧
ＶＰ（Ｄ１）：第１のダイオードＤ１の順方向電圧
とすると、
【００７７】
【数９】
ここで、ＶＦ（Ｄ１）＝ＶＢＥ（Ｑ３）とすると、
【００７８】
【数１０】
ゆえに、（８）式を（６）式に代入して、
【００７９】
【数１１】
ここで、係数ａを非常に大きな値にすると、本構成の電流制限回路の制限能力はとても強力なものとなり、出力電流Ｉ１は、ほぼ、Ｉ１＝Ｉ０となる。
【００８０】
反対に、係数ａを小さな値にすると、電流制限能力は弱くなり、出力電流Ｉ１（＝ＩＰ）は（９）式で与えられる電流値になる。つまり、制限電流値以上の電流領域で入力電流が増加すると、出力電流も増加する。
【００８１】
前述した説明では、可変ｇｍアンプ１０５の制御係数αを１としていたが、可変ｇｍアンプ１０５に入力される制御電圧ＶＢを可変することで、制御関数αの値を変化させることができ、これにより、見掛け上の係数ａを可変することになる。従って、一度設定した第１の抵抗１０１、第２の抵抗１０２、第３の抵抗１０３、第４の抵抗１０４の値を変えることなく、可変ｇｍアンプ１０５に入力される制御電圧ＶＢを制御することで、電流制限能力を変えることができる。
【００８２】
そして、図１のレーザダイオード駆動回路において、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定され、また、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインαを「１」とすると、第１のスイッチング回路８が導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となる。このことは、図１の駆動回路および以下の式で表すことで明らかである。
【００８３】
【数１２】
ＩＢ１＝ＩＢ＝Ｉｄｒｖ−Ｉ１ …（１０）
ＩＰ１＝ＩＰ＝Ｉ１ …（１１）
ＩＬＤ＝ＩＢ１＋ＩＰ１＝（Ｉｄｒｖ−Ｉ１）＋Ｉ１ …（１２）
つまり、電流制限回路７の出力電流Ｉ１の電流値に関係なく、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される２つの電圧の電位差で、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤが決定され、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制御することにより、レーザダイオード１の発光量を制御することができる。
【００８４】
また、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１を加算した電流をレーザダイオード１のカソードに供給しているのは、現在の半導体集積回路製造プロセスでは、一般的にＮ型トランジスタの方がＰ型トランジスタに比べ、電気的諸特性が優れているので、Ｎ型トランジスタを主として構成された回路で電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とを加算した電流を引き込むことが、簡単に実現できるためである。
【００８５】
（回路動作）
次に、図１のレーザダイオード駆動回路の動作について説明する。なお、以降の説明を簡単化するために、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、ＩＰ１＝ＩＰ、ＩＢ１＝ＩＢとする。
【００８６】
図４は、本例における制御信号のタイミングチャートの例である。
【００８７】
まず、発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値制御について説明する。この制御動作は、図４に示す時刻ｔ１からｔ２の期間で行われる。このときの各制碑信号は、以下に示すようになる。
【００８８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はサンプル状態、第１のスイッチング回路８はレーザダイオード１が全面発光状態になるように導通状態になっており、電流制限回路７の出力電流Ｉ１がそのままパルス電流ＩＰとなる。
【００８９】
また、第２のスイッチング回路１３は導通状態、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」で、制限電流値Ｉ０は、任意の値が与えられているものとするが、前述したように、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作には何ら関係ない。
【００９０】
レーザダイオード１の光出力をフォトダイオード２でモニタすることにより、フォトダイオード２にはモニタ電流ＩＭが発生する。モニタ電流ＩＭは、電流電圧変換回路３に流れ、これにより電流電圧変換回路３の出力にはモニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１を、第１の電圧比較器４で比較し、その結果を第１のサンプルホールド回路５を介して第１の可変ｇｍアンプ６へ出力する。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、第１のサンプルホールド回路５の出力電圧Ｖｅｒｒ１と第２の基準電圧ＶＡとの電位差をもとに決定され、これにより発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決まる。この電流Ｉｄｒｖをもとにパルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとが決定され、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳された電流がレーザダイオード１のカソードに供給される。
【００９１】
図５は、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが変化したときのパルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの関係を示す。ここでは、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの決定のされ方について説明する。
【００９２】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値が、制限電流値Ｉ０の電流値よりも小さければ、電流制限回路７は動作せず、電流制限回路７の出力電流Ｉ１には、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流が出力され、また、第１のスイッチング回路８は導通状態なので、パルス電流ＩＰもレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流となる。従って、バイアス電流ＩＢは発生しない。なぜなら、バイアス電流ＩＢは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとパルス電流ＩＰとの差分であり、このときの差分は「０」でだからである。そして、レーザダイオード１のカソードに供給される電流ＩＬＤは、パルス電流ＩＰのみで構成され、レーザダイオード１の発光動作は、パルス電流制御のみによって行われる。
【００９３】
また、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが制限電流値Ｉ０の近傍になってくると、電流制限回路７が徐々に動作し始め、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと電流制限回路７の出力電流Ｉ１に差が生じ、この差がバイアス電流ＩＢとなって発生し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとがレーザダイオード１のカソードに供給される。
【００９４】
さらに、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが増加し、制限電流値Ｉ０よりも大きくなると、パルス電流ＩＰの増加量は急激に縮小し、その分、バイアス電流ＩＢが大きく増加することになる。これは、電流制限回路７の制限能力が有限なため、完全に電流制限が行なえないからである。そして、レーザダイオード１のカソードには、バルス電流ＩＰとパイアス電流ＩＢで構成された電流が供給され、レーザダイオードの発光動作が行われる。
【００９５】
次に、電流Ｉ１を決定するために必要な、電流制限回路７に入力される制限電流値Ｉ０を決定する制御動作について説明する。この制御動作は、図４に示す時刻ｔ２からｔ４の期間で行われる。
【００９６】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。このときの各制御信号は、図４にも示すように、以下に示すようになる。
【００９７】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｌ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態でパルス電流が存在せず、レーザダイオード１のカソードには、バイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。
【００９８】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが、電流制限回路７で電流制限され、その出力電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８には流れず、第２の電流バッファを介して、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるようにだけ働く。また、第２のスイッチング回路１３は非導通状態で、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」となっている。そして、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御し、レーザダイオード１からの出力光が所望の光量の１／Ｎになるようにする。
【００９９】
第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御することによりレーザダイオード１からの出力光が制御される理由としては、時刻ｔ２からｔ３の期間では、第１のスイッチング回路８は非導通状態となっており、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、バイアス電流ＩＢのみである。
【０１００】
また、バイアス電流ＩＢは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流制限回路７の出力電流Ｉ１を減じた電流である。さらに、電流制限回路７の出力電流Ｉ１は、制限電流値Ｉ０によって決まる電流であり、制限電流値Ｉ０は、ゲイン「１」の可変電流利得回路１２を介して流れる第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２だからである。このときの第２のスイッチング回路は非導通状態になっており、制限電流値Ｉ０に定電流Ｉｘが重畳されない。従って、電流Ｉ２を制御すると、レーザダイオード１の出力光を制御することができる。
【０１０１】
レーザダイオード１の出力光をフォトダイオード２でモニタし、これによりフォトダイオード２の出力端には、モニタ電流ＩＭが流れる。このモニタ電流ＩＭを電流電圧変換回路３に入力することにより、電流電圧変換回路３の出力には、モニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の１／Ｎの光量に相当する第３の基準電圧Ｖｒ２とを、第２の電圧比較器９で比較し、その結果を第２のサンプルホールド回路１０を介して第２の可変ｇｍアンプ１１へ出力する。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂの値は、第２のサンプルホールド回路１０の出力電圧Ｖｅｒｒ２と第４の基準電圧ＶＢとの電位差をもとに決定され、これにより第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）が決まる。制御時刻ｔ２からｔ３の期間では、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」で、第２のスイッチング回路１３は非導通状態なので、制限電流値ＩＣは第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２と等しい電流値となる。ここで、電流Ｉ２は、所望の光量を得る電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得る電流Ｉｎとの差電流（Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）を意味することになる。
【０１０２】
電流Ｉ２が決定されると、制限電流値Ｉ０も決まり、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤも決まる。従って、レーザダイオード１の出力光が所望の光量の１／Ｎになるように電流Ｉ２に制御が働く。
【０１０３】
ここで、可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２の電流値を具体的に求めてみる。
【０１０４】
条件として、レーザダイオード１の特性は、発振閾値電流を２０ｍＡとし、所望の光量値を４ｍＷとし、そのときのレーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤを３０ｍＡとする。また、発振閾値電流以上では、線形に光量が増加するものとする。さらに、説明を簡単にするために、電流制限回路７の制限能力を無限とする。
【０１０５】
この条件で、ｎ＝４のときを考える。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖは、時刻ｔ１からｔ２で決定されており、Ｉｄｒｖ＝ＩＬＤ＝３０ｍＡとする。そして、所望の光量の１／４を得るために必要な電流ＩＬＤをＩｎ（＝２２．５）とすると、
【０１０６】
【数１３】
このとき、可変電流利得回路１２のゲインＧが１で、第２のスイッチング回路１３が非導通状態なので、制限電流値Ｉ０は、電流Ｉ２と等しい電流値となり、Ｉ０＝Ｉ２＝７．５ｍＡとなる。
【０１０７】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを求め、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御制御が行なわれる。その動作について説明する。このときの各制御信号は、以下に示すようになる。
【０１０８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態で、レーザダイオード１のカソードにはバイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。第２のスイッチング回路１３は導通状態で、定電流Ｉｘが可変電流利得回路１２の出力電流に加算されるようになる。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」となっている。従って、発振閾値電流Ｉｔｈは、以下の式で与えられる。
【０１０９】
【数１４】
ゆえに、制限電流値Ｉ０は、以下の式で与えられ決定される。
【０１１０】
【数１５】
ただし、定電流Ｉｘは、定電流でレーザダイオード１の出力光を完全にオン／オフさせるために、発振閾値電流Ｉｔｈからどれだけ小さくするかを決めるオフセット電流である。定電流Ｉｘは、Ｉｘ≦Ｉｔｈの条件を満たさなければならない。
【０１１１】
ここで、発振閾値電流Ｉｔｈを電流制限値Ｉ０としない理由について説明する。発振閾値電流Ｉｔｈだけで、制限電流値Ｉ０を決定すると、レーザダイオード１の非発光時に流れる電流、すなわち、バイアス電流ＩＢが発振閾値電流Ｉｔｈとなり、この電流でもわずかながらレーザダイオードは発光しており、例えば、電子写真においては、この光の量は画像にかぶりが生ずる可能性がかなり高い。このような理由から、定電流Ｉｘを加算し、レーザダイオード１の非発光時に流れる電流（バイアス電流ＩＢ）を少なくし、光が完全に消灯する状態を作っている。
【０１１２】
この場合における電流制限値ＩＯを具体的に求めてみる。レーザダイオード等の条件は、時刻ｔ２からｔ３のときに電流制限回路Ｉ０を求めたときと同じとする。時刻ｔ２からｔ３のときに求めた電流制限回路Ｉ０および第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２は、Ｉ０＝Ｉ２＝７．５ｍＡであった。そして、ここでは、定電流ＩｘをＩｘ＝５ｍＡとする。このような条件下では、制限電流値ＩＯは、（１６）式より、
【０１１３】
【数１６】
つまり、具体的に計算して求めた制限電流値Ｉ０は１５ｍＡとなり、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤにおける、パルス電流ＩＰの振幅を与える電流値は１５ｍＡである。
【０１１４】
時刻ｔ４からは、第１のスイッチング回路８が入力データに応じオン／オフ動作をするので、データに応じたパルス変調が可能となり、レーザダイオード１からパルス変調された出力光が得られる。
【０１１５】
図６は、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤとレーザダイオード１の発光強度を示しており、同時に、これまで説明してきた制御時刻ｔ１からｔ４、そして、ｔ４以降（パルス変調有効期間）における電流ＩＬＤの値の変化を図示したものである。
【０１１６】
時刻ｔ１からｔ２では、所望の光量Ｐ０が得られるように電流Ｉｄｒｖを決定する。
【０１１７】
時刻ｔ２からｔ３では、光量がＰ０／Ｎとなるように電流Ｉｎをレーザダイオード１に供給し、電流Ｉｄｒｖと電流Ｉｎの差電流Ｉｄｒｖ−Ｉｎを求める。
【０１１８】
時刻ｔ３からｔ４では、パルス変調時の振輻レベルを与える電流を決定するために制限電流値Ｉ０を求める。先の時刻ｔ２からｔ３で決定した電流Ｉｄｒｖと電流Ｉｎの差電流Ｉｄｒｖ−Ｉｎより、発振閾値電流Ｉｔｈを（１６）式より求め、パルス変調開始前には、最終的な制限電流値Ｉ０として、発振閾値電流Ｉｔｈに定電流値Ｉｘを加算した電流となり、（１７）式で与えられる電流値となる。
【０１１９】
また、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上にすることが望ましい。なぜならば、時刻ｔ１からｔ２の期間に決定する電流値は、所望の光量を与えるもので、時刻ｔ２からｔ３の期間で決定される電流値は、制限電流値を決定するのに必要な電流をであり、この２つの電流値を比較したときに、前者の方が非常に重要な電流だからである。
【０１２０】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図７〜図８に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１２１】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１２２】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉｏで電流制限しパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流ＩＰ１を、レーザダイオード１のアノードに供給することを特徴とする。
【０１２３】
このようなアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、レーザダイオード１の動作温度の変化等によって発振閾値電流の変化やレーザ発振領域におけるスロープ効率の特性が変化しても、常に安定したバイアス電流を発振閾値電流近傍に印加することができるとともに、常に消光比が十分確保可能な優れたレーザ発光を行うことができる。
【０１２４】
（実施例２）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１２５】
図７は、レーザダイオード駆動回路の１例を示す。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。レーザダイオード騒動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３は、前述した実施例１と同様な構成なので、その説明は省略する。
【０１２６】
回路２３から出力されるレーザダイオード騒動電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０を決定する回路２４は、前述した実施例１と同様な構成なので、その説明は省略する。また、本例で使用する電流制限回路７は、前述した実施例１で説明した特性を持つものとする。
【０１２７】
電流制限回路７の出力電流をＩ１とし、この電流Ｉ１は光パルス変調時の振幅レベルを与える電流となる。電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じ第１のスイッチング回路８でパルス変調した電流をパルス電流ＩＰとする。
【０１２８】
レーザダイオード１に供給する電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを第１の電流増幅回路１４（ゲインα）で増幅した電流Ｉｄｒｖ１から、パルス電流ＩＰを第２の電流増幅回路１５（ゲインα）で増幅して得られた電流ＩＰ１を減じた電流とする。第１の電流増幅回路１４と第２の電流増幅回路１５とを用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとパルス電流ＩＰとを決定するまでの制御回路の消費電力を小さく抑えることができる。
【０１２９】
そして、レーザダイオード駆動回路は、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定される。また、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインαを「α＝１」とし、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となり、この電流がパルス変調時のハイレベルを与える電流となる。
【０１３０】
また、第１のスイッチング回路８が導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流となり、この電流はパルス変調時の非発光レベルを与える電流となり、すなわち、バイアス電流ＩＢとなる。
【０１３１】
また、電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給するのは、現在の半導体集積回路製造プロセスでは、一般的にＮ型トランジスタの方がＰ型トランジスタに比べ、電気的諸特性が優れているので、Ｎ型トランジスタを主として構成された回路でパルス電流ＩＰ１を引き込むことが、パルス変調の高速性が簡単に確保できる。
【０１３２】
（回路動作）
次に、レーザダイオード駆動回路の動作について説明する。なお、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、Ｉｄｒｖ１＝Ｉｄｒｖ、ＩＰ１＝ＩＰとする。さらに、本発明の基本的な動作を簡単に説明するために、電流制限回路７の制限能力が無限なもの（すなわち、制限電流値以上の電流が入力されたとき、出力電流は制限電流値の値を出力する）を用いるとして説明する。
【０１３３】
図８は、本例における制御信号のタイミングチャートである。まず、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作を説明する。このときの各制御動作は、図８に示す時刻ｔ１からｔ２の期間に行なわれる。各制御信号は、以下の通りになる。
【０１３４】
ＯＦＦ−ＡＰＣ：“Ｈ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はサンプル状態、第１のスイッチング回路８に入力されるＤＡＴＡはレーザダイオード１が全面発光状態になるように、すなわち、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるような電流が存在しないように非導通状態に設定されている。
【０１３５】
また、第２のスイッチング回路１３は導通状態、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」になっている。また、電流制限回路７の出力電流Ｉ１がそのままパルス電流ＩＰとなる。なお、制限電流値Ｉ０は、任意の値が与えられているものとする。しかしながら、時刻ｔ１からｔ２の期間に行なわれるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値の制御には、制限電流値Ｉ０の値は関係ない．
レーザダイオード１の光出力をフォトダイオード２でモニタすることにより、フォトダイオード２にはモニタ電流ＩＭが発生する。モニタ電流ＩＭは、電流電圧変換回路３に流れ、これにより電流電圧変換回路３の出力にはモニタ電圧ＶＭが発生する。
【０１３６】
この電圧ＶＭと所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１とを、第１の電圧比較器４で比較し、その結果を第１のサンプルホールド回路５を介して第１の可変ｇｍアンプ６に出力する。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、第１のサンプルホールド回路５の出力電圧Ｖｅｒｒ１と第２の基準電圧ＶＡの電位差をもとに決定され、これにより発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決まる。
【０１３７】
時刻ｔ１からｔ２の期間は、第１のスイッチング回路８は非導通状態となっているので、パルス電流ＩＰは存在せず、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流が流れ、所望の発光量となるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖに対して制御が働くことになる。
【０１３８】
次に、時刻ｔ２からｔ４の期間では、電流制限回路７に入力される制限電流値Ｉ０を決定するための制御動作が行われる。
【０１３９】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。各制御信号は、以下の通りになる。
【０１４０】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｌ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路４はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、第１のスイッチング回路８は導通状態で、レーザダイオード１のアノードにはレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流が供給されるようになっている。また、第２のスイッチング回路１３は非導通状態で、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」となっている。そして、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御することにより、レーザダイオード１からの出力光が所望の光量の１／Ｎになるようにする。
【０１４１】
ここで、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御にすることにより、レーザダイオード１からの出力光が制御される理由について説明する。
【０１４２】
時刻ｔ２からｔ３の期間では、第１のスイッチング回路８は導通状態となっており、レーザダイオード１のアノードに供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流である。また、パルス電流ＩＰは、電流制限回路７の出力電流Ｉ１によって決まり、さらに、電流制限回路７の出力電流Ｉ１は、制限電流値Ｉ０によって決まる電流である。すなわち、制限電流値Ｉ０は、ゲイン「１」の可変電流利得回路１２を介して流れる第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２である。これにより、レーザダイオード１からの出力光が制御される。
【０１４３】
レーザダイオード１の出力光をフォトダイオード２でモニタし、これによりフォトダイオード２の出力端には、モニタ電流ＩＭが流れる。このモニタ電流ＩＭを電流電圧変換回路３に入力することにより、電流電圧変換回路３の出力には、モニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の１／Ｎの光量に当する第３の基準電圧Ｖｒ２とを、第２の電圧比較器９で比較し、その結果を２のサンプルホールド回路１０を介して第２の可変ｇｍアンプ１１へ出力する。
【０１４４】
第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂの値は、第２のサンプルホールト回路１０の出力電圧Ｖｅｒｒ２と第４の基準電圧ＶＢとの電位差をもとに決定され、これにより第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）が決まる。
【０１４５】
制御時刻ｔ２からｔ３の期間では、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」で、第２のスイッチング回路１３は非導通状態なので、制限電流値Ｉ０は第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２と等しい電流値となる。ここで、電流Ｉ２は、所望の光を得る電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得る電流Ｉｎとの差電流（Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）を意味する。
【０１４６】
電流Ｉ２が決定されると、制限電流値Ｉ０も決まり、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤも決まる。従って、レーザダイオード１の出力光が所望の光量の１／Ｎになるように電流Ｉ２に制御が働く。
【０１４７】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを求め、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行なわれる。このときの各制御信号は、以下の通りになる。
【０１４８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は導通状態で、レーザダイオード１のアノードには、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流ＩＬＤが供給されている。第２のスイッチング回路１３は導通状態で、定電流Ｉｘが可変電流利得回路１２の出力電流に加算されるようになる。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」となっている。そして、発振閾値電流Ｉｔｈは前記（１６）式で与えられ、制限電流値Ｉ０は前記（１７）式で与えられ決定される。
【０１４９】
ここで、（１７）式に用いている電流Ｉｘは、定電流でレーザダイオード１の出力光を完全にオン／オフさせるための、発振閾値電流Ｉｔｈからのオフセット電流である。なぜ、オフセット電流を与えるかは、前述した第１の実施例で述べたので、ここでの説明を省略する。
【０１５０】
時刻ｔ４からは、第１のスイッチング回路８が入力データに応じてオン／オフ動作をするので、データに応じたパルス変調が可能となり、レーザダイオード１からパルス変調された出力光が得られる。
【０１５１】
本例においても、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上であることが望ましい。
【０１５２】
次に、本発明の第３の実施の形態を、図９に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１５３】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１５４】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制眼電流値ＩＯとし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値ＩＯで電流制限しパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、電流制限回路７の出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、これら２つの手段のどちらかを選択する選択手段も備え、その選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０１５５】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってカソード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。また、選択手段を用いて、もう一方の回路を選択することにより、アノード駆動タイプのレーザダイオード１も駆動することができ、これにより新たな駆動回路を別個に設計する必要がなくなる。
【０１５６】
（実施例３）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１５７】
図９は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、前述した実施例１と実施例２とを同時に合わせ持つものであり、カソード騒動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプのレーザダイオード１のどちらか一方を選択することにより、レーザダイオード１が駆動する。本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして配線されており、以下、カソード駆動タイプのレーザダイオードを駆動する場合について説明する。
【０１５８】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオード２である。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３は、実施例１と同じなので、その説明は省略する。
【０１５９】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３より出力される電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０を決定する回路２４は、実施例１と同じなので説明は省略する。
【０１６０】
電流制限回路７から出力される出力電流Ｉ１は、パルス変調時における光パルスの振幅レベルを与える電流となる。この出力電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じてパルス変調され、その出力電流Ｉ１をパルス電流ＩＰとする。パルス電流ＩＰは、第２の電流増幅回路１５に入力される。この第２の電流増幅回路１５の出力電流をＩＰ１とする。
【０１６１】
さらに、第２の電流バッファ１８を介した電流Ｉ１は、第３の電流バッファ１９を介して流れるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるように接続されており、このレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流Ｉ１を減じた電流をバイアス電流ＩＢとする。バイアス電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して第３の電流増幅回路１６に入力され、第３の電流増幅回路１６の出力電流をＩＢ１とする。第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１は、第５のスイッチング回路２２に入力される。第５のスイッチング回路２２の出力は２つあり、一方は電流ＩＢ１に加するように接続され、もう一方は電流Ｉｄｒｖ１を減じるように接続されている。
【０１６２】
第３のスイッチング回路２０、第４のスイッチング回路２１、第５のスイッチング回路２２は、３つとも連動しており、制御信号ＳＷ３０によって制御される。
【０１６３】
本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明するので、第３のスイッチング回路２０を非導通状態にし、第４のスイッチング回路２１を導通状態にし、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１が加算される方（図中のＣ端子側）を選択するようにし、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１との重畳された電流が供給されるように、レーザダイオード１を接続する。
【０１６４】
なお、本例で使用する電流制限回路７は、実施例１で説明した特性を持つものとする。
【０１６５】
以上の構成により、本発明のレーザダイオード駆動回路は、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定さる。第１の電流増幅回路１４、第２の電流増幅回路１５および第３の電流増幅回路１６のゲインαを「１」とするとし、第１のスイッチング回路８が導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となり、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤが、バイアス電流ＩＢのみとなる。なお、本例の動作は、実施例１の場合と同様なのでその説明は省略する。
【０１６６】
次に、本発明の第４の実施の形態を、図１０に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１６７】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１６８】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値ＩＯとし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値ＩＯで電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとパイアス電流ＩＢの重畳した電流をレーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０１６９】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってアノード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例２と同様な作用効果が得られる。また、選択手段を用いて、もう一方の回路を選択することにより、カソード駆動タイプのレーザダイオード１も駆動することができ、これにより新たな駆動回路を別個に設計する必要がなくなる。
【０１７０】
（実施例４）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１７１】
図１０は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、前述した実施例３と同様な機能を持つものであり、カソード騒動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプのレーザダイオード１のどちらか一方を選択することにより、レーザダイオード１が駆動する。本例では、アノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして配線されており、以下、アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動する場合について説明する。
【０１７２】
電流Ｉｄｒｖ１、電流ＩＰ１、電流ＩＢ１を決定する手段の構成は、実施例３の構成と同じであり、その説明は省略する。本例の構成と実施例３の構成との違いは、対象となるレーザダイオード１の駆動タイプが違うので、第３、第４、第５の対象となるスイッチング回路２０，２１，２２の状態と、レーザダイオード１へ接続する方法とが異なる。以下に異なる点に関して説明を行う。
【０１７３】
アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動するので、第３のスイッチング回路２０を導通状態にし、第４のスイッチング回路２１を非導通状態にし、第５のスイッチング回路２２を電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じる方（図中のＡ端子側）を選択するように制御信号ＳＷ３０を与え、レーザダイオード１のアノードには、電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じた電流が供給されるように、レーザダイオード１を接続する。
【０１７４】
この状態で、第１の電流増幅回路１４、第２の電流増幅回路１５、第３の電流増幅回路１６のゲインαを「１」とすると、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となる。第１のスイッチング回路８が導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流となり、この電流がパルス変調時の非発光レベルを与える電流となり、すなわち、バイアス電流ＩＢとなる。なお、本例の動作は、実施例２の場合と同様なので説明は省略する。
【０１７５】
次に、本発明の第５の実施の形態を、図１１〜図１３に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１７６】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１７７】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路７によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、カソードに供給することを特徴とする。
【０１７８】
このようなカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例１に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０１７９】
（実施例５）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１８０】
図１１は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例１と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路である。実施例１と異なる点は、制限電流値Ｉ０の決定手段が異なる。以下、制限電流値Ｉ０を決定する回路２５の構成について説明する。他の構成については、実施例１の場合と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０１８１】
実施例１では、制限電流値Ｉ０の決定に際し、発振閾値電流Ｉｔｈ＝Ｉ２を求めてから、この電流Ｉｔｈに定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０としてきたが、本例では、発振閾値電流Ｉｔｈの係数倍ａを定電流Ｉｘの代わりとし、電流（ａ＋１）・Ｉｔｈを制限電流値Ｉ０としている。
【０１８２】
制限電流値Ｉ０を決定するための回路２５として、第２の電圧比較器９の正入力端子には、第３の基準電圧Ｖｒ２として第１の基準電圧Ｖｒ１の１／Ｎ倍の電圧（＝Ｖｒ１／Ｎ）が入力される。第２の電圧比較器９の出力は、第２のサンプルホールド回路１０に接続されており、第２のサンプルホールド回路１０には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号０ＦＦ−ＡＰＣが入力される。
【０１８３】
第２のサンプルホールト回路１０の出力電圧をＶｅｒｒ２とし、電圧Ｖｅｒｒ２は、第２の可変ｇｍアンプ１１の正入力端子に接続されている。第２の可変ｇｍアンプ１１の負入力端子には、第４の基準電圧ＶＢが入力され、基準電流として定電流ＩＢが入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂは、入力される電圧Ｖｅｒｒ２と電圧ＶＢとの電位差によって決まり、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流を電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）とする。電流Ｉ２は、可変電流利得回路１２に入力される。可変電流利得回路１２には、制御信号Ｇｃが入力され、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインを「１」とし、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインを「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）とする。
【０１８４】
ここで、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のとき、可変電流利得回路１２のゲインを「１」とするのは、レーザダイオード１の出力光が所望の１／Ｎの光量にする電流Ｉ２を求めるためであり、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のとき、可変電流利得回路１２のゲインを「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）」とするのは、電流Ｉ２より発振閾値電流Ｉｔｈ（＝Ｉ２・ｎ／（ｎ−１））を求め、最終的に制限電流値Ｉ０に与える電流を決定するためであり、この電流値は、（ａ＋１）・Ｉｔｈであり、整理すると以下の式で表すことができる。
【０１８５】
【数１７】
（回路動作）
次に、本例の動作について説明する。以下、説明を簡単化するため、第１の電流増幅回路１４およぴ第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、ＩＰ１＝ＩＰ、ＩＢ１＝ＩＢとする。
【０１８６】
図１２は、本例における制御信号のタイミングチャートである。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御が、時刻ｔ１からｔ２の期間で行なわれる。この期間の制御動作は、実施例１の場合と同じなので説明を省略する。制限電流値Ｉ０を決定する制御動作は、図１２に示す、時刻ｔ２からｔ４の期間に行なわれる。
【０１８７】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。この期間の制御動作に関しても、実施例１の場合と同じなので説明は省略する。
【０１８８】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを決定する動作と、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御が行なわれる。このときの各制御信号は、以下の通りになる。
【０１８９】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態で、レーザダイオード１のカソードにはバイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは、「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）」となっている。従って、制眼電流値Ｉ０の値は、（１８）式で与えられる電流値となる。
【０１９０】
時刻ｔ４以降では、入力データに応じて、第１のスイッチング回路８をオン／オフさせることで、発光動作を制御することができる。
【０１９１】
本例においても、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上であることが望ましい。
【０１９２】
図１３は、本例での各制御で決定された電流と、レーザダイオード１の出力光の関係を示したものである。時刻ｔ２からｔ３の期間で決定される電流Ｉ２（＝Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）より発振閾値電流Ｉｔｈを求め、制限電流値Ｉ０は、発振閾値電流Ｉｔｈにこれの係数倍の電流（ａ・Ｉｔｈ）を加えた電流としている。以下の式は、各電流の関係を示したものである。
【０１９３】
【数１８】
次に、本発明の第６の実施の形態を、図１４に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１９４】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１９５】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路７によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給することを特徴とする。
【０１９６】
このようなアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例２と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例２に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０１９７】
（実施例６）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１９８】
図１４は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例２の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わった構成であり、その詳細な説明については省略する。
【０１９９】
（回路動作）
本例の動作について説明する。まず、所望の光量になるように、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われ、これらの制御動作は、実施例２の場合と同様に行われる。
【０２００】
そして、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行われ、この制御動作は、実施例４の場合と同様に行われる。
【０２０１】
次に、本発明の第７の実施の形態を、図１５に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２０２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２０３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを電流制限値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとを重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２０４】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってカソード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例３と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例３に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２０５】
（実施例７）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２０６】
図１５は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例３と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路とアノート駆動タイプのレーザダイオードの駆動回路を同時に合わせ持つもので、どちらか一方を選択してレーザダイオード１を駆動する。以下、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明する。
【０２０７】
本例は、実施例３の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わったものであり、詳細な説明については省略する。
【０２０８】
（回路動作）
本例の動作について説明する。カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとしているので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＢ１と電流ＩＰ１とが加算される方（図中のＣ端子側）が選択されるように、制御信号ＳＷ３０を制御する。
【０２０９】
まず、所望の光量になるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われ、これらの制御動作は、実施例１の場合と同様に行われる。
【０２１０】
そして、最終的な制限電流Ｉ０を決定する制御動作が行われる。この制御動作は、実施例５の場合と同様である。
【０２１１】
次に、本発明の第８の実施の形態を、図１６に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２１２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２１３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２１４】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってアノード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例４と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例４に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２１５】
（実施例８）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２１６】
図１６は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例４と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプレーザダイオード１の駆動回路を同時に合わせ持つもので、どちらか一方を選択してレーザダイオード１を駆動する。以下、アノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明する。
【０２１７】
本例は、実施例４の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わったものであり、詳細な説明については省略する。
【０２１８】
（回路動作）
本例の動作について説明する。アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動するものとしているので、第３のスイッチング回路２０は導通状態に、第４のスイッチング回路２１は非導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１が減じられる方（図中のＡ端子側）が選択されるように、制御信号ＳＷ３０を制御する。
【０２１９】
まず、所望の光量になるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われる。これらの制御動作は、実施例２の場合と同様に行われる。
【０２２０】
そして、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行われる。この制御動作は、実施例４の場合と同様に行われる。
【０２２１】
次に、本発明の第９の実施の形態を、図１７および図１８に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２２２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２２３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【０２２４】
このようにカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。さらに、実施例１に比ベ、回路構成が簡単になり、素子バラツキによる影響を少なく抑えることが可能なレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２２５】
（実施例９）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２２６】
図１７は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２２７】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２２８】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２４とは、先に述べた実施例１と同じなので、その説明は省略する。
【０２２９】
図１８は、本例で用いる電流制限回路３６であり、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限する。この電流制限回路３６において、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとを同時に決定している。これにより決定された電流ＩＢは、第１の電流増幅回路１４に入力され、電流Ｉ１は、第２の電流増幅回路１５に入力される。レーザダイオード１のカソードには、第１の電流増幅回路１４の出力電流ＩＢ１と、第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１とを重畳した電流が供給される。
【０２３０】
ここで、第１および第２の電流増幅回路１４，１５を用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限制限値Ｉ０を決定する回路２４との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果を得る。
【０２３１】
次に、図１８に示す電流制限回路３６の構成および動作について説明する。なお、基本的な構成は、実施例１と同じであり、ここでは相違点のみを説明する。
【０２３２】
入力となる電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流Ｉ１を出力する際、電流Ｉｄｒｖを減じるように電流ｉが発生することは先に説明した。この電流ｉは、言い換えると、バイアス電流ＩＢに相当する電流である。従って、電流ｉを電流バッファ１０６を介して出力される電流をバイアス電流ＩＢとし、電流Ｉ１と電流ＩＢとを電流制限回路３６の出力電流とする。
【０２３３】
これにより、実際の回路化を考えた場合、実施例１に比ベ、回路構成を簡単化することが可能である。さらに、回路を構成する素子のバラツキによる影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２３４】
なお、本例のレーザダイオード駆動回路および電流制限回路３６の動作についての説明は省略する。
【０２３５】
次に、本発明の第１０の実施の形態を、図１９に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２３６】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２３７】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路３６によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流をレーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１あるいはアノード駆動タイプのレーザダイオード１とを駆動することを特徴とする。
【０２３８】
このようにカソード駆動タイプおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によって、所望とする駆動夕イプのレーザダイオード１を駆動することにより、実施例３と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例３に比ベ、回路構成を簡単化でき、素子のバラツキによる影響を少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２３９】
（実施例１０）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２４０】
図１９は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２４１】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２４２】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２４とは、実施例１と同じなので説明は省略する。
【０２４３】
本例では、回路２３で決定された電流Ｉｄｒｖは、第３のスイッチング回路２０を介して、第１の電流増幅回路１４に入力される。また、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して、実施例９で説明した構成（図１８参照）の第２の電流制限回路３６に入力されて電流制限されることにより、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとが同時に決定される。決定された電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８を介して、パルス電流ＩＰを出力し、第２の電流増幅回路１５に入力される。さらに、電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して、第３の電流増幅回路１６に入力される。
【０２４４】
ここで、第１，第２，第３の電流増幅回路１４，１５，１６を用いることは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する第１の電流制限用の回路２４との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果がある。
【０２４５】
本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とが重畳される（Ｃ端子側）。これにより、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１との重畳された電流が供給される。従って、実施例３に比ベ、実際の回路構成を簡単にすることができ、また、回路を構成する素子のバラツキの影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２４６】
また、第３のスイッチング回路２０を導通状態、第４のスイッチング回路２１を非導通状態、第５のスイッチング回路２２をレーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じる（Ａ端子側）ように制御信号ＳＷ３０を与える。そして、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じた電流を、アノード駆動タイプのレーザダイオード１のアノードに供給することにより、レーザダイオード１を駆動することもできる。
【０２４７】
このように制御信号ＳＷ３０に適切な制御信号を与えることにより、カソード駆動とアノード駆動との異なる駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することが可能である。
【０２４８】
なお、本例の動作は実施例３と同じなので、その説明については省略する。
【０２４９】
次に、本発明の第１１の実施の形態を、図２０に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２５０】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２５１】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路３６によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【０２５２】
このようにカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けることにより、実施例５と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例５に比べ、回路構成が簡単になり、素子バラツキによる影響が少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２５３】
（実施例１１）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２５４】
図２０は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２５５】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２５６】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５とは、実施例５と同じなので説明は省略する。
【０２５７】
本例では、電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限する際、実施例９で説明した第２の電流制限回路３６を使用し、第２の電流制限回路３６で、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとを同時に決定する。決定された電流ＩＢは、第１の電流増幅回路１４に入力され、電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、パルス電流ＩＰを出力する。パルス電流ＩＰは、第２の電流増幅回路１５に入力される。レーザダイオード１のカソードには、第１の電流増幅回路１４の出力電流ＩＢ１と第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１とが重畳された電流が供給される。
【０２５８】
ここで、第１，第２の電流増幅回路１４，１５を用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果を得る。
【０２５９】
また、このような構成にすることにより、実際の回路化を考えた場合、実施例５に比ベ、回路構成を簡単にすることが可能となる。さらに、回路を構成する素子のバラツキによる影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現することができる。
【０２６０】
なお、本例の動作は実施例５と同じなので、その説明については省略する。
【０２６１】
次に、本発明の第１２の実施の形態を、図２１に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２６２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２６３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路３６によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１あるいはアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２６４】
このようにカソード駆動タイプおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によって、所望とする駆動夕イプのレーザダイオード１を駆動することにより、実施例７と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例７に比ベ、回路構成を簡単化でき、素子のバラツキによる影響を少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２６５】
（実施例１２）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２６６】
図２１は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２６７】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２６８】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５とは、実施例５と同じなので説明は省略する。
【０２６９】
本例は、回路２３で決定された電流Ｉｄｒｖは、第３のスイッチング回路２０を介して第１の電流増幅回路１４に入力される。また、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して、実施例９で説明した電流制限回路３６に入力されて電流制限されることにより、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１と、バイアス電流ＩＢとが同時に決定される。決定された電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８を介して、パルス電流ＩＰを出力し、第２の電流増幅回路１５に入力される。
【０２７０】
また、電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して、第３の電流増幅回路１６に入力される。本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１が重畳される（Ｃ端子側）。これにより、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とが重畳された電流が供給される。
【０２７１】
本例の構成を用いることにより、実際に回路化する際、実施例７に比ベ、簡単に枯成することができ、また、回路を構成する素子のバラツキの影響が少ないレーザダイオード駆動回路が実現することができる。
【０２７２】
また、第３のスイッチング回路２０を導通状態、第４のスイッチング回路２１を非導通状態、第５のスイッチング回路２２をレーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じる（Ａ端子側）ように制御信号ＳＷ３０を与え、電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じた電流を、アノード駆動タイプのレーザダイオード１のアノードに供給することにより、レーザダイオード１を駆動することができる。つまり、この制御信号ＳＷ３０に適切な制御信号を与えることにより、カソード駆動とアノード駆動の異なる駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することが可能である。
【０２７３】
なお、本例の動作は実施例７と同じなので、その説明については省略する。
【０２７４】
【発明の効果】
（効果１）
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、レーザダイオードの動作温度の変化等によって発振閾値電流やスロープ効率などの、特性が変化しても、常に発振閾値電流近傍に安定してバイアス電流を印加することができ、周波数特性を大幅に改善できるとともに、常に消光比に優れたレーザ発光を行うことができる。
【０２７５】
（効果２）
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流を作成し、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給するようにしたので、効果１と同様の効果が得られる。
【０２７６】
（効果３）
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの回路で、異なる２つの駆動タイプのレーザダイオードを駆動することができ、駆動タイプに合わせた駆動回路をそれぞれ用意する必要がなくなり、回路の簡素化を図ることができる。
【０２７７】
（効果４）
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、効果３と同様な効果が得られる。
【０２７８】
（効果５）
以上説明したように、第５の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流を、レーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号を減らすことができる。
【０２７９】
（効果６）
以上説明したように、第６の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流を作成し、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアソードに供給するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号を減らすことができる。
【０２８０】
（効果７）
以上説明したように、第７の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果３と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２８１】
（効果８）
以上説明したように、第８の実施の形態によれば、効果７と同様な効果が得られる。
【０２８２】
（効果９）
以上説明したように、第９の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果１と同様の効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８３】
（効果１０）
以上説明したように、第１０の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果３と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８４】
（効果１１）
以上説明したように、第１１の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果５と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８５】
（効果１２）
以上説明したように、第１２の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果７と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】電流制限回路の入力電流に対する出力電流の変化を示す特性図である。
【図３】電流制限回路の構成を示す回路図である。
【図４】制御信号のタイミングチャートである。
【図５】レーザダイオード駆動電流に対する出力電流の変化を示す特性図である。
【図６】レーザダイオードに供給される電流と発光強度との関係および制御時間の経過に伴う電流の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図８】制御信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１２】制御信号のタイミングチャートである。
【図１３】各制御で決定された電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１５】本発明の第７の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の第９の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１８】電流制限回路の構成を示す回路図である。
【図１９】本発明の第１０の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の第１１の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２１】本発明の第１２の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２２】レーザダイオード駆動電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【図２３】第１の従来例のレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２４】第２の従来例のレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２５】第２の従来例のレーザダイオード駆動電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
７ 電流制限手段（第１の電流制限手段）
１４，１５，１６ 電流増幅回路
１７，１８，１９ 電流バッファ
２３ 第１電流作成手段（決定手段）
２４ 第２，第３電流作成手段（第１の電流制限手段）
２５ 第２，第３電流作成手段（第２の電流制限手段）
３６ 電流制限手段（第２の電流制限手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオードからの発光量が所望の光量になるようにレーザ駆動電流を制御するレーザダイオード駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル光通信や電子写真の画像形成装置などで、電気パルス信号を光パルスに変換するために発光素子としてレーザダイオードが用いられており、その発光量は素子の動作温度が変化しても所望の光量が得られることが要求されている。
【０００３】
しかしながら、図２２に示すように、レーザダイオードの発光特性は、動作温度に大きく依存しており、動作温度の変化に伴い閾値電流が変化し、所望の光量を得るためには、レーザダイオード駆動電流を制御する必要がある。
【０００４】
また、レーザダイオードには、発光遅延という特有の現象があり、レーザダイオードによる光パルス変調時の周波数特性の向上のために、非発光時にバイアス電流を印加し、バイアス電流と変調信号を持つパルス電流との重畳した電流をレーザダイオードに供給する方法がとられていることは良く知られている．
そして、周波数特性向上を効果的にするためには、バイアス電流をできるだけ発振閾値電流近傍に印加することが望ましい。しかし、発振閾値電流は、前述したように、動作温度の依存性が大きく、個々の素子によっても異なるため、固定の定電流としてバイアス電流を発振閾値電流近傍に印加することは、実際の使用上極めて難しいである。
【０００５】
したがって、レーザーダイオード駆動電流に固定の定電流としてバイアス電流を印加するときは、発振閾値電流が変動しても消光比を十分に確保できるくらい小さな電流値に設定するか、もしくは、個々の素子や動作温度によってバイアス電流を制御する方法が必要とされる。
【０００６】
図２３は、第１の従来例としてのレーザダイオード駆動回路である。
【０００７】
１はレーザダイオードであり、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。レーザーダイオード１には、制御可能なバイアス定電流回路２６と、入力データに応じてパルス変調信号を与えるスッチング回路２８を通じて制御可能な発光定電流回路２７とが接続されている。フォトダイオード２の出力には抵抗ｒが接続されており、抵抗ｒの他端は接地されている。また、フォトダイオード２の出力は、バイアス電流によって発光する光量をサンプルホールドするローレベルサンプルホールド回路２９と、発光電流によって発光する光量をサンプルホールドするハイレベルサンプルホールド回路３０とが接続されている。スイッチング回路２８と、ローレベルサンプルホールド回路２９と、ハイレベルサンプルホールド回路３０とは、制御回路３１によって制御されている。
【０００８】
まず、バイアス電流ＩＢを決定するには、制御回路３１はスイッチング回路２８を非導通状態にする制御信号を送り、フォトダイオード２でモニタされた発光量は、ローレべルサンプルホールド回路２９によってサンプルホールドされ、ローレベルの基準光量値と比較し、所望のローレベルの光量になるようにバイアス定電流源２６を制御する。
【０００９】
次に、発光電流を決定する。このとき、制御回路３ｌは、スイッチング回路２８を導通状態にする制御信号を送り、バイアス電流が流れた状態で行う。フォトダイオード２でモニタされた発光量は、ハイレベルサンプルホールド回路３０によってサンプルホールドされ、ハイレベルの基準光量値と比較し、所望のハイレベルを与える光量になるように発光定電流源２７を制御する。
【００１０】
レーザダイオードに光パルス変調を与えるときは、スイッチング回路２８を変調データに応じてオン／オフさせればよい。これにより、スイッチング回路２８がオフ状態にあるパルス変調のローレベルには、バイアス電流が印加されていることになる。
【００１１】
図２４は、第２の従来例としてのレーザダイオード駆動回路である。
【００１２】
１はレーザダイオード、２はフォトダイオードでレーザダイオード１からの発光量をモニタする。フォトダイオード２の出力は、制御回路３１に接続されている。レーザダイオード１には、制御可能なバイアス定電流回路２６と、入力データに応じてパルス変調信号を与えるスイッチング回路２８を通して制御可能な発光定電流回路２７とが接続されている．
３ｌは例えばＣＰＵ等で構成される制御回路である。この制御回路３１は、バイアス電流を決定するためのラッチ回路３２および発光電流を決定するためのラッチ回路３３へ制御信号を送る。３４，３５は、Ｄ／Ａ変換回路である。Ｄ／Ａ変換回路３４は、ラッチ回路３２にホールドされたデジタルデータをアナログデータに変換し、バイアス定電流回路２６の出力制御を行うデータを供給する。Ｄ／Ａ変換回路３５は、ラッチ回路３３にホールドされたデジタルデータをアナログデータに変換し、発光定電流回路２７の出力制御を行うデータを供給する。
【００１３】
図２５は、レーザ駆動電流とレーザ発光量との関係を示す特性図である。
【００１４】
レーザダイオード１からの発光量が所望の光量になるように外部から指示があると、まず、バイアス定電流源の電流値を決定するために、制御回路３１は、スイッチング回路２８を非導通状態にし、ラッチ回路３２、Ｄ／Ａ変換回路３４へバイアス電流を段階的に増加させるように制御データ信号を送る。バイアス電流を段階的に増加させていき、レーザダイオード１からの発光量の量が急激に大きくなったときのバイアス定電流源の出力電流を発振閾値電流Ｉｔｈとみなし、これを補正してバイアス電流源を制御する。
【００１５】
あるいは、図２４と同じ回路構成において、発振閾値電流を求める方法として、制御回路３１に発振閾値電流を求める演算手段も兼ね備え、バイアス定電流源の電流値を決定するために、制御回路３１は、スイッチング回路２８を非導通状態にし、ラッチ回路３２、Ｄ／Ａ変換回路３４へとバイアス電流を段階的に増加させるように制御データ信号を送る。レーザダイオード１の発光量が所定の第１の発光量Ｐ１になると、制御回路３１はそのときのバイアス電流制御データＩ１を内部メモリに記憶させると共に、さらに発光量を増加させ、第２の発光量Ｉ２までバイアス電流を増加させ、このときのバイアス電流制御データＩ２を内部メモリに記憶する。
【００１６】
次に、ラッチ回路３２のデータをリセットし、一旦バイアス電流制御をオフさせる。続いて、制御回路３１では、第１の発光量Ｐ１に対するバイアス制御電流データ値Ｉ１と第２の発光量Ｐ２に対するバイアス電流制御データ値Ｉ２からレーザダイオード１の発振閾値電流Ｉｔｈを下記に示す（１）式に基づいて演算し求める。
【００１７】
【数３】
【００１８】
そこで、制御回路３１には、下記に示す（２）式あるいは（３）式に基づいて発振閾値電流Ｉｔｈを補正する手段を有し、バイアス電流ＩＢを決定している。
【００１９】
【数４】
【００２０】
次に、制御回路３１は、スイッチング回路２８を導通状態にさせ、所望の発光量となるまで発光電流を増加させるための制御データ信号をラッチ回路３３に送る。すなわち、バイアス定電流回路２６によってバイアス電流ＩＢが印加された状態で、発光定電流回路２７の電流がレーザダイオード１に供給される。そして、レーザダイオード１からの発光量が所望の光量になったとき、発光電流の増加を停止し、そのときの発光電流制御データ値をラッチ回路３３にホールドする。レーザダイオード１に光パルス変調を与えるときは、スイッチング回路２８を変調データに応じてオン、オフさせればよい。これにより、スイッチング回路２８がオフ状態にあるパルス変調のローレベルには、バイアス電流が印加されていることになる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザダイオード駆動回路は、以下に述べるような課題がある。
【００２２】
（課題１−第１の従来例）
図２３に示すようなバイアス電流だけで発光する光量をモニタし、この光量をもとにバイアス電流を制御する方法は、ローレべルの光量を完全に「０」にすることは不可能である。したがって、ハイ／ローレベルのパルス変調を行う場合にはそれでも構わないが、例えば、電子写真に用いたとき、ローレべルの光量はできる限り少ない方が望ましく、ローレべルのときにレーザダイオードから光が出ていると、画像にかぶりを生ずる可能性が非常に高く、大きな問題である。
【００２３】
また、ローレベルの微少な光量を検出するときに、フォトダイオード１からの出力信号が結果的にバイアス電流の制御が安定に行なえない可能性が高い。
【００２４】
（課題２−第２の従来例）
図２４に示すようなレーザ駆動回路では、バイアス電流を決定するにあたり、Ｄ／Ａ変換回路を用いて段階的にバイアス電流を増加させるので、精度良く制御するにはＤ／Ａ変換回路の分解能を高くしなければならない。特に、レーザ駆動電流が大きくなったときやレーザ発光領域におけるスロープ効率が大きくなったときには大きな問題となり、例えば、電子写真に用いたとき、中間調の画像を出力することが困難となる。
【００２５】
また、この制御の動作上、自然発光領域からレーザ発光領域へと段階的に電流値を大きくしていくので、バイアス電流および発光電流を決定するまでに時間がかかってしまい、早く制御を終わらせるには高速のクロック信号が必要となる。
【００２６】
さらに、レーザダイオード駆動回路というものは、主としてアナログ回路で構成されており、ここに、デジタル回路を混在させるには、ノイズ対策が必要となる。
【００２７】
そこで、本発明の目的は、発振閾値近傍の安定化を図り、常に消光比に優れたレーザ発光を行うことが可能な光源駆動装置を提供することにある。
【００２８】
また、本発明の他の目的は、簡単な回路構成で、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない光源駆動装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値を決定する決定手段と、前記決定手段により決定される駆動電流値に基づいて、入力信号に応じて変調されるパルス電流を前記光源へ供給する手段とを有し、所望の光量の変調光ビームを光源より発生させるための光源駆動装置において、前記光源の発振閾値を求め、該求められた発振閾値に基づいて、前記パルス電流を制限するための制限値を決定する制限値決定手段と、前記パルス電流の振幅が前記決定された制限値を超えない様に該パルス電流を該制限値に制限する制限手段とを設け、前記制限手段により制限されたパルス電流の振幅値と前記決定手段により決定された駆動電流値との差分が前記入力信号にかかわらず前記光源へ供給される様構成することによって、光源駆動装置を構成する。
【００３０】
前記光源から発生される光ビームの光量をモニタするモニタ手段を有し、前記制限値決定手段は、前記モニタ手段によりモニタされた光量に基いて、前記駆動電流の値を決定する手段を有するようにしてもよい。
【００３１】
前記制限値決定手段は、光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値と、前記光源が前記所望の光量の１／Ｎの光量を発生するための駆動電流値との差分に基づいて、前記発振閾値を求めるようにしてもよい。
【００３２】
前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を加算することによって、前記制限値を決定するようにしてもよい。
【００３３】
前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を乗算することによって、前記制限値を決定するようにしてもよい。
【００３４】
前記制限値決定手段は、前記決定される駆動電流値を所定値に制限することによりパルス電流の振幅値を決定するとともに、該駆動電流値と該パルス電流の振幅値との差分から前記バイアス値を決定するようにしてもよい。
【００３５】
前記光源は、半導体レーザとして構成してもよい。
【００３６】
前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限されるパルス電流の振幅分を減算する電流減算手段と、前記電流減算手段の出力と、前記制限手段により制限されたパルス電流とを加算する電流加算手段とを有し、前記電流加算手段の出力を前記半導体レーザのカソードへ供給するようにしてもよい。
【００３７】
前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限手段により制限されたパルス電流を減算する電流減算手段を有し、前記電流減算手段の出力を、前記半導体レーザのアノードに供給するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００４７】
第１の実施の形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
【００４８】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【００４９】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流により発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７においてレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限してパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流ＩＬＤを、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【００５０】
このようなカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路を設けたことにより、レーザダイオード１の動作温度の変化等によって発振閾値電流の変化やレーザ発振領域におけるスロープ効率の特性が変化しても、常に安定したバイアス電流ＩＢを発振閾値電流Ｉ２の近傍に印加することができるとともに、常に消光比が十分確保することが可能な優れたレーザ発光を行うことができる。
【００５１】
（実施例１）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【００５２】
図１は、本発明に適用したレーザダイオード駆動回路の１例を示すものである。
【００５３】
まず、本発明で使用する可変ｇｍアンプ６，１１について説明する。
【００５４】
可変ｇｍアンプ６，１１は、２つの電圧と、１つの基準電流Ｉｉｎとを入力とし、２つの入力電圧の電位差を△ｖｉとしたとき、出力電流Ｉｏｕｔは、以下の式で表される。なお、可変ｇｍアンプのゲインは１とする。
【００５５】
【数７】
【００５６】
【数８】
【００５７】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオードからの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【００５８】
フォトダイオード２の出力端に発生する電流ＩＭは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３の電流電圧変換回路３に入力され、電圧ＶＭに変換される。この変換された電圧ＶＭは、回路２３の第１の電圧比較器４、および、回路２４の第２の電圧比較器９の各負入力端子に入力される。
【００５９】
第１の電圧比較器４の正入力端子には、所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１が入力される。第１の電圧比較器４の出力は、第１のサンプルホールド回路５に接続されており、第１のサンプルホールド回路５には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号ＯＮ−ＡＰＣが入力される。
【００６０】
第１のサンプルホールド回路５の出力電圧をＶｅｒｒ１とし、出力電圧Ｖｅｒｒ１は第１の可変ｇｍアンプ６の正入力端子に入力される。第１の可変ｇｍアンプ６の負入力端子には第２の基準電圧ＶＡが入力され、基準電流として定電流ＩＡが入力されている。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、入力される電圧Ｖｅｒｒ１と基準電圧ＶＡの電位差によって決まり、これにより、発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決定される。
【００６１】
電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０の決定方法は後で述べる。電流制限回路７の出力電流をＩ１とし、この電流Ｉ１は光パルス変調時の振幅レベルを与える電流となる。電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じて第１のスイッチング回路８でパルス変調した電流をパルス電流ＩＰとする。
【００６２】
また、電流Ｉ１は、第２の電流バッファ１８を介して、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるように接続されており、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流Ｉ１を減じた電流をバイアス電流ＩＢとする。
【００６３】
レーザダイオード１のカソードに供給する電流ＩＬＤは、バイアス電流ＩＢを第１の電流増幅回路１４（ゲインα）で増幅した電流ＩＢ１と、パルス電流ＩＰを第２の電流増幅回路１５（ゲインα）で増幅した電流ＩＰ１とを加算した電流とする。第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５を用いることにより、バイアス電流ＩＢおよびパルス電流ＩＰを決定するまでの制御回路の消費電力を小さく抑えることができる。
【００６４】
また、制限電流値Ｉ０を決定するための回路２４において、第２の電圧比較器９の正入力端子には第３の基準電圧Ｖｒ２として、第１の基準電圧Ｖｒ１の１／Ｎ倍の電圧値（Ｖｒ１／Ｎ）が入力される。第２の電圧比較器９の出力は、第２のサンプルホールド回路１０に接続されており、第２のサンプルホールド回路１０には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号ＯＦＦ−ＡＰＣが入力される。
【００６５】
第２のサンプルホールド回路１０の出力電圧をＶｅｒｒ２とすると、電圧Ｖｅｒｒ２は、第２の可変ｇｍアンプ１１の正入力端子に入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の負入力端子には、第４の基準電圧ＶＢが入力され、基準電流として定電流ＩＢが入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂは、入力される電圧Ｖｅｒｒ２と基準電圧ＶＢとの電位差によって決まり、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流を電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）とする。
【００６６】
電流Ｉ２は、可変電流利得回路１２に入力される。可変電流利得回路Ｉ２には制御信号Ｇｃが入力され、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインＧを「１」とし、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインＧを「ｎ／（ｎ−１）」とする。そして、可変電流利得回路１２の出力電流に、第２のスイッチング回路１３を介して流れる任意の定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０として、電流制限回路７に供給する。
【００６７】
図２は、本例で使用する電流制限回路７の特性を示す。
【００６８】
この電流制限回路７の特性としては、電流制限能力が有限なものが望ましい。もちろん、電流制限能力が非常に無限でも良いが、レーザダイオード１の発光特性上、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが大きくなり、スロープ効率が低下すると、パルス電流ＩＰを大きくしたいので、制限電流値Ｉ０以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが入力されても、出力電流Ｉ１がわずかに増加していく特性を有しいていることが望ましい。
【００６９】
図３は、そのような特性を持つ電流制限回路７を実現することが可能な回路の１例を示すものである。
【００７０】
この電流制限回路７において、制限電流値Ｉ０は、第１のダイオードＤ１のアノードと第１のオペアンプＡＭＰ１の正入力端子に入力されており、第１のダイオードＤ１のカソードは、第１の抵抗１０１に接続されている。第１の抵抗１０１の他端は接地されている。第１のオペアンプＡＭＰ１の出力は、第１のトランジスタＱ１のベースに接続されている。第１のトランジスタＱ１のコレクタは、電源電圧Ｖｃｃに接続されており、第１のトランジスタＱ１のエミッタは、第２の抵抗１０２と、定電流源Ｉ１と、第１のオペアンプＡＭＰ１の負入力端子に接続されている。
【００７１】
一方、電流制限回路７の入力であるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖは、第２のダイオードＤ２のアノードと、可変ｇｍアンプ１０５の出力とに接続されている。第２のダイオードＤ２のカソードは、第３のトランジスタＱ３のコレクタおよびベースと、第４のトランジスタＱ４のベースと、第２のオペアンプＡＭＰ２の正入力端子とに接続されている。
【００７２】
第２のトランジスタＱ２のコレクタは、可変ｇｍアンプ１０５の基準電流入力端子に接続されており、また、第２のトランジスタＱ２のべースは、第２のオペアンプＡＭＰ２の出力に接続されている。第２のトランジスタＱ２のエミッタは、第２の抵抗１０２の他端と第２のオペアンプＡＭＰ２の負入力端子とに接続されている。第３のトランジスタＱ３のエミッタは、第３の抵抗１０３に接続され、第４のトランジスタＱ４のエミッタは、第４の抵抗１０４に接続されている。第３の抵抗１０３および第４の抵抗１０４の他端は、接地されている。
【００７３】
出力電流ＩＰは、第４のトランジスタＱ４のコレクタから取り出すことができる。なお、可変ｇｍアンプ１０５には、基準電圧ＶＡと制御電圧ＶＢとが入力されており、基準電圧ＶＡと制御電圧ＶＢの電位差で制御関数αの値が決定される。
【００７４】
ここで、電流制限回路７の動作について説明する。説明を簡単にするために、可変ｇｍアンプの制御関数αの値は、α＝１とする。
【００７５】
入力電流（レーザーダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ）が制限電流値Ｉ０以下のときは、第２の抵抗１０２に電流は流れず、入力電流Ｉｄｒｖを減じるような電流ｉは存在しない。従って、出力電流Ｉ１には、入力電流Ｉｄｒｖがそのまま出力される。入力電流Ｉｄｒｖが制限電流値Ｉ０以上になったとき、第２の抵抗１０２に電流が流れ、電流制限動作が行われる。このときの出力電流Ｉ１は、以下の式で示される。
【００７６】
Ｖ（Ｑ１Ｅ）：第１のトランジスタＱ１のエミッタ電圧
Ｖ（Ｑ２Ｅ）：第２のトランジスタＱ２のエミッタ電圧
ＶＢＥ（Ｑ３）：第３のトランジスタＱ３のベースエミッタ間電圧
ＶＰ（Ｄ１）：第１のダイオードＤ１の順方向電圧
とすると、
【００７７】
【数９】
【００７８】
【数１０】
【００７９】
【数１１】
【００８０】
反対に、係数ａを小さな値にすると、電流制限能力は弱くなり、出力電流Ｉ１（＝ＩＰ）は（９）式で与えられる電流値になる。つまり、制限電流値以上の電流領域で入力電流が増加すると、出力電流も増加する。
【００８１】
前述した説明では、可変ｇｍアンプ１０５の制御係数αを１としていたが、可変ｇｍアンプ１０５に入力される制御電圧ＶＢを可変することで、制御関数αの値を変化させることができ、これにより、見掛け上の係数ａを可変することになる。従って、一度設定した第１の抵抗１０１、第２の抵抗１０２、第３の抵抗１０３、第４の抵抗１０４の値を変えることなく、可変ｇｍアンプ１０５に入力される制御電圧ＶＢを制御することで、電流制限能力を変えることができる。
【００８２】
そして、図１のレーザダイオード駆動回路において、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定され、また、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインαを「１」とすると、第１のスイッチング回路８が導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となる。このことは、図１の駆動回路および以下の式で表すことで明らかである。
【００８３】
【数１２】
ＩＢ１＝ＩＢ＝Ｉｄｒｖ−Ｉ１ …（１０）
ＩＰ１＝ＩＰ＝Ｉ１ …（１１）
ＩＬＤ＝ＩＢ１＋ＩＰ１＝（Ｉｄｒｖ−Ｉ１）＋Ｉ１ …（１２）
つまり、電流制限回路７の出力電流Ｉ１の電流値に関係なく、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される２つの電圧の電位差で、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤが決定され、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制御することにより、レーザダイオード１の発光量を制御することができる。
【００８４】
また、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１を加算した電流をレーザダイオード１のカソードに供給しているのは、現在の半導体集積回路製造プロセスでは、一般的にＮ型トランジスタの方がＰ型トランジスタに比べ、電気的諸特性が優れているので、Ｎ型トランジスタを主として構成された回路で電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とを加算した電流を引き込むことが、簡単に実現できるためである。
【００８５】
（回路動作）
次に、図１のレーザダイオード駆動回路の動作について説明する。なお、以降の説明を簡単化するために、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、ＩＰ１＝ＩＰ、ＩＢ１＝ＩＢとする。
【００８６】
図４は、本例における制御信号のタイミングチャートの例である。
【００８７】
まず、発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値制御について説明する。この制御動作は、図４に示す時刻ｔ１からｔ２の期間で行われる。このときの各制碑信号は、以下に示すようになる。
【００８８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はサンプル状態、第１のスイッチング回路８はレーザダイオード１が全面発光状態になるように導通状態になっており、電流制限回路７の出力電流Ｉ１がそのままパルス電流ＩＰとなる。
【００８９】
また、第２のスイッチング回路１３は導通状態、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」で、制限電流値Ｉ０は、任意の値が与えられているものとするが、前述したように、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作には何ら関係ない。
【００９０】
レーザダイオード１の光出力をフォトダイオード２でモニタすることにより、フォトダイオード２にはモニタ電流ＩＭが発生する。モニタ電流ＩＭは、電流電圧変換回路３に流れ、これにより電流電圧変換回路３の出力にはモニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１を、第１の電圧比較器４で比較し、その結果を第１のサンプルホールド回路５を介して第１の可変ｇｍアンプ６へ出力する。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、第１のサンプルホールド回路５の出力電圧Ｖｅｒｒ１と第２の基準電圧ＶＡとの電位差をもとに決定され、これにより発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決まる。この電流Ｉｄｒｖをもとにパルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとが決定され、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳された電流がレーザダイオード１のカソードに供給される。
【００９１】
図５は、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが変化したときのパルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの関係を示す。ここでは、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの決定のされ方について説明する。
【００９２】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値が、制限電流値Ｉ０の電流値よりも小さければ、電流制限回路７は動作せず、電流制限回路７の出力電流Ｉ１には、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流が出力され、また、第１のスイッチング回路８は導通状態なので、パルス電流ＩＰもレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流となる。従って、バイアス電流ＩＢは発生しない。なぜなら、バイアス電流ＩＢは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとパルス電流ＩＰとの差分であり、このときの差分は「０」でだからである。そして、レーザダイオード１のカソードに供給される電流ＩＬＤは、パルス電流ＩＰのみで構成され、レーザダイオード１の発光動作は、パルス電流制御のみによって行われる。
【００９３】
また、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが制限電流値Ｉ０の近傍になってくると、電流制限回路７が徐々に動作し始め、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと電流制限回路７の出力電流Ｉ１に差が生じ、この差がバイアス電流ＩＢとなって発生し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとがレーザダイオード１のカソードに供給される。
【００９４】
さらに、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが増加し、制限電流値Ｉ０よりも大きくなると、パルス電流ＩＰの増加量は急激に縮小し、その分、バイアス電流ＩＢが大きく増加することになる。これは、電流制限回路７の制限能力が有限なため、完全に電流制限が行なえないからである。そして、レーザダイオード１のカソードには、バルス電流ＩＰとパイアス電流ＩＢで構成された電流が供給され、レーザダイオードの発光動作が行われる。
【００９５】
次に、電流Ｉ１を決定するために必要な、電流制限回路７に入力される制限電流値Ｉ０を決定する制御動作について説明する。この制御動作は、図４に示す時刻ｔ２からｔ４の期間で行われる。
【００９６】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。このときの各制御信号は、図４にも示すように、以下に示すようになる。
【００９７】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｌ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態でパルス電流が存在せず、レーザダイオード１のカソードには、バイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。
【００９８】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが、電流制限回路７で電流制限され、その出力電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８には流れず、第２の電流バッファを介して、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるようにだけ働く。また、第２のスイッチング回路１３は非導通状態で、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」となっている。そして、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御し、レーザダイオード１からの出力光が所望の光量の１／Ｎになるようにする。
【００９９】
第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御することによりレーザダイオード１からの出力光が制御される理由としては、時刻ｔ２からｔ３の期間では、第１のスイッチング回路８は非導通状態となっており、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、バイアス電流ＩＢのみである。
【０１００】
また、バイアス電流ＩＢは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流制限回路７の出力電流Ｉ１を減じた電流である。さらに、電流制限回路７の出力電流Ｉ１は、制限電流値Ｉ０によって決まる電流であり、制限電流値Ｉ０は、ゲイン「１」の可変電流利得回路１２を介して流れる第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２だからである。このときの第２のスイッチング回路は非導通状態になっており、制限電流値Ｉ０に定電流Ｉｘが重畳されない。従って、電流Ｉ２を制御すると、レーザダイオード１の出力光を制御することができる。
【０１０１】
レーザダイオード１の出力光をフォトダイオード２でモニタし、これによりフォトダイオード２の出力端には、モニタ電流ＩＭが流れる。このモニタ電流ＩＭを電流電圧変換回路３に入力することにより、電流電圧変換回路３の出力には、モニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の１／Ｎの光量に相当する第３の基準電圧Ｖｒ２とを、第２の電圧比較器９で比較し、その結果を第２のサンプルホールド回路１０を介して第２の可変ｇｍアンプ１１へ出力する。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂの値は、第２のサンプルホールド回路１０の出力電圧Ｖｅｒｒ２と第４の基準電圧ＶＢとの電位差をもとに決定され、これにより第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）が決まる。制御時刻ｔ２からｔ３の期間では、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」で、第２のスイッチング回路１３は非導通状態なので、制限電流値ＩＣは第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２と等しい電流値となる。ここで、電流Ｉ２は、所望の光量を得る電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得る電流Ｉｎとの差電流（Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）を意味することになる。
【０１０２】
電流Ｉ２が決定されると、制限電流値Ｉ０も決まり、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤも決まる。従って、レーザダイオード１の出力光が所望の光量の１／Ｎになるように電流Ｉ２に制御が働く。
【０１０３】
ここで、可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２の電流値を具体的に求めてみる。
【０１０４】
条件として、レーザダイオード１の特性は、発振閾値電流を２０ｍＡとし、所望の光量値を４ｍＷとし、そのときのレーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤを３０ｍＡとする。また、発振閾値電流以上では、線形に光量が増加するものとする。さらに、説明を簡単にするために、電流制限回路７の制限能力を無限とする。
【０１０５】
この条件で、ｎ＝４のときを考える。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖは、時刻ｔ１からｔ２で決定されており、Ｉｄｒｖ＝ＩＬＤ＝３０ｍＡとする。そして、所望の光量の１／４を得るために必要な電流ＩＬＤをＩｎ（＝２２．５）とすると、
【０１０６】
【数１３】
【０１０７】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを求め、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御制御が行なわれる。その動作について説明する。このときの各制御信号は、以下に示すようになる。
【０１０８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態で、レーザダイオード１のカソードにはバイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。第２のスイッチング回路１３は導通状態で、定電流Ｉｘが可変電流利得回路１２の出力電流に加算されるようになる。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」となっている。従って、発振閾値電流Ｉｔｈは、以下の式で与えられる。
【０１０９】
【数１４】
【０１１０】
【数１５】
【０１１１】
ここで、発振閾値電流Ｉｔｈを電流制限値Ｉ０としない理由について説明する。発振閾値電流Ｉｔｈだけで、制限電流値Ｉ０を決定すると、レーザダイオード１の非発光時に流れる電流、すなわち、バイアス電流ＩＢが発振閾値電流Ｉｔｈとなり、この電流でもわずかながらレーザダイオードは発光しており、例えば、電子写真においては、この光の量は画像にかぶりが生ずる可能性がかなり高い。このような理由から、定電流Ｉｘを加算し、レーザダイオード１の非発光時に流れる電流（バイアス電流ＩＢ）を少なくし、光が完全に消灯する状態を作っている。
【０１１２】
この場合における電流制限値ＩＯを具体的に求めてみる。レーザダイオード等の条件は、時刻ｔ２からｔ３のときに電流制限回路Ｉ０を求めたときと同じとする。時刻ｔ２からｔ３のときに求めた電流制限回路Ｉ０および第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２は、Ｉ０＝Ｉ２＝７．５ｍＡであった。そして、ここでは、定電流ＩｘをＩｘ＝５ｍＡとする。このような条件下では、制限電流値ＩＯは、（１６）式より、
【０１１３】
【数１６】
【０１１４】
時刻ｔ４からは、第１のスイッチング回路８が入力データに応じオン／オフ動作をするので、データに応じたパルス変調が可能となり、レーザダイオード１からパルス変調された出力光が得られる。
【０１１５】
図６は、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤとレーザダイオード１の発光強度を示しており、同時に、これまで説明してきた制御時刻ｔ１からｔ４、そして、ｔ４以降（パルス変調有効期間）における電流ＩＬＤの値の変化を図示したものである。
【０１１６】
時刻ｔ１からｔ２では、所望の光量Ｐ０が得られるように電流Ｉｄｒｖを決定する。
【０１１７】
時刻ｔ２からｔ３では、光量がＰ０／Ｎとなるように電流Ｉｎをレーザダイオード１に供給し、電流Ｉｄｒｖと電流Ｉｎの差電流Ｉｄｒｖ−Ｉｎを求める。
【０１１８】
時刻ｔ３からｔ４では、パルス変調時の振輻レベルを与える電流を決定するために制限電流値Ｉ０を求める。先の時刻ｔ２からｔ３で決定した電流Ｉｄｒｖと電流Ｉｎの差電流Ｉｄｒｖ−Ｉｎより、発振閾値電流Ｉｔｈを（１６）式より求め、パルス変調開始前には、最終的な制限電流値Ｉ０として、発振閾値電流Ｉｔｈに定電流値Ｉｘを加算した電流となり、（１７）式で与えられる電流値となる。
【０１１９】
また、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上にすることが望ましい。なぜならば、時刻ｔ１からｔ２の期間に決定する電流値は、所望の光量を与えるもので、時刻ｔ２からｔ３の期間で決定される電流値は、制限電流値を決定するのに必要な電流をであり、この２つの電流値を比較したときに、前者の方が非常に重要な電流だからである。
【０１２０】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図７〜図８に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１２１】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１２２】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉｏで電流制限しパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流ＩＰ１を、レーザダイオード１のアノードに供給することを特徴とする。
【０１２３】
このようなアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、レーザダイオード１の動作温度の変化等によって発振閾値電流の変化やレーザ発振領域におけるスロープ効率の特性が変化しても、常に安定したバイアス電流を発振閾値電流近傍に印加することができるとともに、常に消光比が十分確保可能な優れたレーザ発光を行うことができる。
【０１２４】
（実施例２）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１２５】
図７は、レーザダイオード駆動回路の１例を示す。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。レーザダイオード騒動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３は、前述した実施例１と同様な構成なので、その説明は省略する。
【０１２６】
回路２３から出力されるレーザダイオード騒動電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０を決定する回路２４は、前述した実施例１と同様な構成なので、その説明は省略する。また、本例で使用する電流制限回路７は、前述した実施例１で説明した特性を持つものとする。
【０１２７】
電流制限回路７の出力電流をＩ１とし、この電流Ｉ１は光パルス変調時の振幅レベルを与える電流となる。電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じ第１のスイッチング回路８でパルス変調した電流をパルス電流ＩＰとする。
【０１２８】
レーザダイオード１に供給する電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを第１の電流増幅回路１４（ゲインα）で増幅した電流Ｉｄｒｖ１から、パルス電流ＩＰを第２の電流増幅回路１５（ゲインα）で増幅して得られた電流ＩＰ１を減じた電流とする。第１の電流増幅回路１４と第２の電流増幅回路１５とを用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとパルス電流ＩＰとを決定するまでの制御回路の消費電力を小さく抑えることができる。
【０１２９】
そして、レーザダイオード駆動回路は、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定される。また、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインαを「α＝１」とし、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となり、この電流がパルス変調時のハイレベルを与える電流となる。
【０１３０】
また、第１のスイッチング回路８が導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流となり、この電流はパルス変調時の非発光レベルを与える電流となり、すなわち、バイアス電流ＩＢとなる。
【０１３１】
また、電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給するのは、現在の半導体集積回路製造プロセスでは、一般的にＮ型トランジスタの方がＰ型トランジスタに比べ、電気的諸特性が優れているので、Ｎ型トランジスタを主として構成された回路でパルス電流ＩＰ１を引き込むことが、パルス変調の高速性が簡単に確保できる。
【０１３２】
（回路動作）
次に、レーザダイオード駆動回路の動作について説明する。なお、第１の電流増幅回路１４および第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、Ｉｄｒｖ１＝Ｉｄｒｖ、ＩＰ１＝ＩＰとする。さらに、本発明の基本的な動作を簡単に説明するために、電流制限回路７の制限能力が無限なもの（すなわち、制限電流値以上の電流が入力されたとき、出力電流は制限電流値の値を出力する）を用いるとして説明する。
【０１３３】
図８は、本例における制御信号のタイミングチャートである。まず、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作を説明する。このときの各制御動作は、図８に示す時刻ｔ１からｔ２の期間に行なわれる。各制御信号は、以下の通りになる。
【０１３４】
ＯＦＦ−ＡＰＣ：“Ｈ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はサンプル状態、第１のスイッチング回路８に入力されるＤＡＴＡはレーザダイオード１が全面発光状態になるように、すなわち、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるような電流が存在しないように非導通状態に設定されている。
【０１３５】
また、第２のスイッチング回路１３は導通状態、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」になっている。また、電流制限回路７の出力電流Ｉ１がそのままパルス電流ＩＰとなる。なお、制限電流値Ｉ０は、任意の値が与えられているものとする。しかしながら、時刻ｔ１からｔ２の期間に行なわれるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値の制御には、制限電流値Ｉ０の値は関係ない．
レーザダイオード１の光出力をフォトダイオード２でモニタすることにより、フォトダイオード２にはモニタ電流ＩＭが発生する。モニタ電流ＩＭは、電流電圧変換回路３に流れ、これにより電流電圧変換回路３の出力にはモニタ電圧ＶＭが発生する。
【０１３６】
この電圧ＶＭと所望の光量に相当する第１の基準電圧Ｖｒ１とを、第１の電圧比較器４で比較し、その結果を第１のサンプルホールド回路５を介して第１の可変ｇｍアンプ６に出力する。第１の可変ｇｍアンプ６の制御関数ｋａの値は、第１のサンプルホールド回路５の出力電圧Ｖｅｒｒ１と第２の基準電圧ＶＡの電位差をもとに決定され、これにより発光量を決定するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖ（＝ｋａ・ＩＡ）が決まる。
【０１３７】
時刻ｔ１からｔ２の期間は、第１のスイッチング回路８は非導通状態となっているので、パルス電流ＩＰは存在せず、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと等しい電流が流れ、所望の発光量となるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖに対して制御が働くことになる。
【０１３８】
次に、時刻ｔ２からｔ４の期間では、電流制限回路７に入力される制限電流値Ｉ０を決定するための制御動作が行われる。
【０１３９】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。各制御信号は、以下の通りになる。
【０１４０】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｈ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｌ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路４はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、第１のスイッチング回路８は導通状態で、レーザダイオード１のアノードにはレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流が供給されるようになっている。また、第２のスイッチング回路１３は非導通状態で、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」となっている。そして、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御することにより、レーザダイオード１からの出力光が所望の光量の１／Ｎになるようにする。
【０１４１】
ここで、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御にすることにより、レーザダイオード１からの出力光が制御される理由について説明する。
【０１４２】
時刻ｔ２からｔ３の期間では、第１のスイッチング回路８は導通状態となっており、レーザダイオード１のアノードに供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流である。また、パルス電流ＩＰは、電流制限回路７の出力電流Ｉ１によって決まり、さらに、電流制限回路７の出力電流Ｉ１は、制限電流値Ｉ０によって決まる電流である。すなわち、制限電流値Ｉ０は、ゲイン「１」の可変電流利得回路１２を介して流れる第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２である。これにより、レーザダイオード１からの出力光が制御される。
【０１４３】
レーザダイオード１の出力光をフォトダイオード２でモニタし、これによりフォトダイオード２の出力端には、モニタ電流ＩＭが流れる。このモニタ電流ＩＭを電流電圧変換回路３に入力することにより、電流電圧変換回路３の出力には、モニタ電圧ＶＭが発生する。この電圧ＶＭと所望の１／Ｎの光量に当する第３の基準電圧Ｖｒ２とを、第２の電圧比較器９で比較し、その結果を２のサンプルホールド回路１０を介して第２の可変ｇｍアンプ１１へ出力する。
【０１４４】
第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂの値は、第２のサンプルホールト回路１０の出力電圧Ｖｅｒｒ２と第４の基準電圧ＶＢとの電位差をもとに決定され、これにより第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）が決まる。
【０１４５】
制御時刻ｔ２からｔ３の期間では、可変電流利得回路１２のゲインＧは「１」で、第２のスイッチング回路１３は非導通状態なので、制限電流値Ｉ０は第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２と等しい電流値となる。ここで、電流Ｉ２は、所望の光を得る電流Ｉｄｒｖと所望の１／Ｎの光量を得る電流Ｉｎとの差電流（Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）を意味する。
【０１４６】
電流Ｉ２が決定されると、制限電流値Ｉ０も決まり、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤも決まる。従って、レーザダイオード１の出力光が所望の光量の１／Ｎになるように電流Ｉ２に制御が働く。
【０１４７】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを求め、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行なわれる。このときの各制御信号は、以下の通りになる。
【０１４８】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｈ”
ＳＷ２ ：“Ｈ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は導通状態で、レーザダイオード１のアノードには、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流ＩＬＤが供給されている。第２のスイッチング回路１３は導通状態で、定電流Ｉｘが可変電流利得回路１２の出力電流に加算されるようになる。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは「ｎ／（ｎ−１）」となっている。そして、発振閾値電流Ｉｔｈは前記（１６）式で与えられ、制限電流値Ｉ０は前記（１７）式で与えられ決定される。
【０１４９】
ここで、（１７）式に用いている電流Ｉｘは、定電流でレーザダイオード１の出力光を完全にオン／オフさせるための、発振閾値電流Ｉｔｈからのオフセット電流である。なぜ、オフセット電流を与えるかは、前述した第１の実施例で述べたので、ここでの説明を省略する。
【０１５０】
時刻ｔ４からは、第１のスイッチング回路８が入力データに応じてオン／オフ動作をするので、データに応じたパルス変調が可能となり、レーザダイオード１からパルス変調された出力光が得られる。
【０１５１】
本例においても、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上であることが望ましい。
【０１５２】
次に、本発明の第３の実施の形態を、図９に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１５３】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１５４】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制眼電流値ＩＯとし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値ＩＯで電流制限しパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、電流制限回路７の出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、これら２つの手段のどちらかを選択する選択手段も備え、その選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０１５５】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってカソード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。また、選択手段を用いて、もう一方の回路を選択することにより、アノード駆動タイプのレーザダイオード１も駆動することができ、これにより新たな駆動回路を別個に設計する必要がなくなる。
【０１５６】
（実施例３）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１５７】
図９は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、前述した実施例１と実施例２とを同時に合わせ持つものであり、カソード騒動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプのレーザダイオード１のどちらか一方を選択することにより、レーザダイオード１が駆動する。本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして配線されており、以下、カソード駆動タイプのレーザダイオードを駆動する場合について説明する。
【０１５８】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオード２である。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３は、実施例１と同じなので、その説明は省略する。
【０１５９】
レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定するための回路２３より出力される電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して電流制限回路７に入力され、制限電流値Ｉ０によって電流制限される。制限電流値Ｉ０を決定する回路２４は、実施例１と同じなので説明は省略する。
【０１６０】
電流制限回路７から出力される出力電流Ｉ１は、パルス変調時における光パルスの振幅レベルを与える電流となる。この出力電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、入力データに応じてパルス変調され、その出力電流Ｉ１をパルス電流ＩＰとする。パルス電流ＩＰは、第２の電流増幅回路１５に入力される。この第２の電流増幅回路１５の出力電流をＩＰ１とする。
【０１６１】
さらに、第２の電流バッファ１８を介した電流Ｉ１は、第３の電流バッファ１９を介して流れるレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを減じるように接続されており、このレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖから電流Ｉ１を減じた電流をバイアス電流ＩＢとする。バイアス電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して第３の電流増幅回路１６に入力され、第３の電流増幅回路１６の出力電流をＩＢ１とする。第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１は、第５のスイッチング回路２２に入力される。第５のスイッチング回路２２の出力は２つあり、一方は電流ＩＢ１に加するように接続され、もう一方は電流Ｉｄｒｖ１を減じるように接続されている。
【０１６２】
第３のスイッチング回路２０、第４のスイッチング回路２１、第５のスイッチング回路２２は、３つとも連動しており、制御信号ＳＷ３０によって制御される。
【０１６３】
本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明するので、第３のスイッチング回路２０を非導通状態にし、第４のスイッチング回路２１を導通状態にし、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１が加算される方（図中のＣ端子側）を選択するようにし、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１との重畳された電流が供給されるように、レーザダイオード１を接続する。
【０１６４】
なお、本例で使用する電流制限回路７は、実施例１で説明した特性を持つものとする。
【０１６５】
以上の構成により、本発明のレーザダイオード駆動回路は、第１の可変ｇｍアンプ６に入力される電圧Ｖｅｒｒ１と電圧ＶＡとの電位差によってのみ、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖが決定さる。第１の電流増幅回路１４、第２の電流増幅回路１５および第３の電流増幅回路１６のゲインαを「１」とするとし、第１のスイッチング回路８が導通状態のときは、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となり、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤが、バイアス電流ＩＢのみとなる。なお、本例の動作は、実施例１の場合と同様なのでその説明は省略する。
【０１６６】
次に、本発明の第４の実施の形態を、図１０に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１６７】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１６８】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値ＩＯとし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値ＩＯで電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとパイアス電流ＩＢの重畳した電流をレーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０１６９】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってアノード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例２と同様な作用効果が得られる。また、選択手段を用いて、もう一方の回路を選択することにより、カソード駆動タイプのレーザダイオード１も駆動することができ、これにより新たな駆動回路を別個に設計する必要がなくなる。
【０１７０】
（実施例４）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１７１】
図１０は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、前述した実施例３と同様な機能を持つものであり、カソード騒動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプのレーザダイオード１のどちらか一方を選択することにより、レーザダイオード１が駆動する。本例では、アノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして配線されており、以下、アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動する場合について説明する。
【０１７２】
電流Ｉｄｒｖ１、電流ＩＰ１、電流ＩＢ１を決定する手段の構成は、実施例３の構成と同じであり、その説明は省略する。本例の構成と実施例３の構成との違いは、対象となるレーザダイオード１の駆動タイプが違うので、第３、第４、第５の対象となるスイッチング回路２０，２１，２２の状態と、レーザダイオード１へ接続する方法とが異なる。以下に異なる点に関して説明を行う。
【０１７３】
アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動するので、第３のスイッチング回路２０を導通状態にし、第４のスイッチング回路２１を非導通状態にし、第５のスイッチング回路２２を電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じる方（図中のＡ端子側）を選択するように制御信号ＳＷ３０を与え、レーザダイオード１のアノードには、電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１を減じた電流が供給されるように、レーザダイオード１を接続する。
【０１７４】
この状態で、第１の電流増幅回路１４、第２の電流増幅回路１５、第３の電流増幅回路１６のゲインαを「１」とすると、第１のスイッチング回路８が非導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖの電流値と等しい電流となる。第１のスイッチング回路８が導通状態のときには、レーザダイオード１に供給される電流ＩＬＤは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流となり、この電流がパルス変調時の非発光レベルを与える電流となり、すなわち、バイアス電流ＩＢとなる。なお、本例の動作は、実施例２の場合と同様なので説明は省略する。
【０１７５】
次に、本発明の第５の実施の形態を、図１１〜図１３に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０１７６】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１７７】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路７によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、カソードに供給することを特徴とする。
【０１７８】
このようなカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例１に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０１７９】
（実施例５）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１８０】
図１１は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例１と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路である。実施例１と異なる点は、制限電流値Ｉ０の決定手段が異なる。以下、制限電流値Ｉ０を決定する回路２５の構成について説明する。他の構成については、実施例１の場合と同じなので、ここでの説明は省略する。
【０１８１】
実施例１では、制限電流値Ｉ０の決定に際し、発振閾値電流Ｉｔｈ＝Ｉ２を求めてから、この電流Ｉｔｈに定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０としてきたが、本例では、発振閾値電流Ｉｔｈの係数倍ａを定電流Ｉｘの代わりとし、電流（ａ＋１）・Ｉｔｈを制限電流値Ｉ０としている。
【０１８２】
制限電流値Ｉ０を決定するための回路２５として、第２の電圧比較器９の正入力端子には、第３の基準電圧Ｖｒ２として第１の基準電圧Ｖｒ１の１／Ｎ倍の電圧（＝Ｖｒ１／Ｎ）が入力される。第２の電圧比較器９の出力は、第２のサンプルホールド回路１０に接続されており、第２のサンプルホールド回路１０には、サンプル状態あるいはホールド状態を決定する制御信号０ＦＦ−ＡＰＣが入力される。
【０１８３】
第２のサンプルホールト回路１０の出力電圧をＶｅｒｒ２とし、電圧Ｖｅｒｒ２は、第２の可変ｇｍアンプ１１の正入力端子に接続されている。第２の可変ｇｍアンプ１１の負入力端子には、第４の基準電圧ＶＢが入力され、基準電流として定電流ＩＢが入力される。第２の可変ｇｍアンプ１１の制御関数ｋｂは、入力される電圧Ｖｅｒｒ２と電圧ＶＢとの電位差によって決まり、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流を電流Ｉ２（＝ｋｂ・ＩＢ）とする。電流Ｉ２は、可変電流利得回路１２に入力される。可変電流利得回路１２には、制御信号Ｇｃが入力され、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインを「１」とし、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のときは、可変電流利得回路１２のゲインを「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）とする。
【０１８４】
ここで、制御信号Ｇｃが”Ｌ”のとき、可変電流利得回路１２のゲインを「１」とするのは、レーザダイオード１の出力光が所望の１／Ｎの光量にする電流Ｉ２を求めるためであり、制御信号Ｇｃが”Ｈ”のとき、可変電流利得回路１２のゲインを「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）」とするのは、電流Ｉ２より発振閾値電流Ｉｔｈ（＝Ｉ２・ｎ／（ｎ−１））を求め、最終的に制限電流値Ｉ０に与える電流を決定するためであり、この電流値は、（ａ＋１）・Ｉｔｈであり、整理すると以下の式で表すことができる。
【０１８５】
【数１７】
次に、本例の動作について説明する。以下、説明を簡単化するため、第１の電流増幅回路１４およぴ第２の電流増幅回路１５のゲインをα＝１とし、ＩＰ１＝ＩＰ、ＩＢ１＝ＩＢとする。
【０１８６】
図１２は、本例における制御信号のタイミングチャートである。レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御が、時刻ｔ１からｔ２の期間で行なわれる。この期間の制御動作は、実施例１の場合と同じなので説明を省略する。制限電流値Ｉ０を決定する制御動作は、図１２に示す、時刻ｔ２からｔ４の期間に行なわれる。
【０１８７】
まず、時刻ｔ２からｔ３の期間では、所望の１／Ｎの光量が得られるように、第２の可変ｇｍアンプ１１の出力電流Ｉ２を制御する。この期間の制御動作に関しても、実施例１の場合と同じなので説明は省略する。
【０１８８】
次に、時刻ｔ３からｔ４の期間では、先の期間で求められた電流Ｉ２をもとに、発振閾値電流Ｉｔｈを決定する動作と、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御が行なわれる。このときの各制御信号は、以下の通りになる。
【０１８９】
ＯＮ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＯＦＦ−ＡＰＣ ：“Ｌ”
ＤＡＴＡ ：“Ｌ”
Ｇｃ ：“Ｈ”
この状態では、第１のサンプルホールド回路５はホールド状態、第２のサンプルホールド回路１０はサンプル状態、また、第１のスイッチング回路８は非導通状態で、レーザダイオード１のカソードにはバイアス電流ＩＢのみが供給されるようになっている。また、可変電流利得回路１２のゲインＧは、「ｎ・（ａ＋１）／（ｎ−１）」となっている。従って、制眼電流値Ｉ０の値は、（１８）式で与えられる電流値となる。
【０１９０】
時刻ｔ４以降では、入力データに応じて、第１のスイッチング回路８をオン／オフさせることで、発光動作を制御することができる。
【０１９１】
本例においても、時刻ｔ１からｔ２の期間は、少なくとも時刻ｔ２からｔ３の期間以上であることが望ましい。
【０１９２】
図１３は、本例での各制御で決定された電流と、レーザダイオード１の出力光の関係を示したものである。時刻ｔ２からｔ３の期間で決定される電流Ｉ２（＝Ｉｄｒｖ−Ｉｎ）より発振閾値電流Ｉｔｈを求め、制限電流値Ｉ０は、発振閾値電流Ｉｔｈにこれの係数倍の電流（ａ・Ｉｔｈ）を加えた電流としている。以下の式は、各電流の関係を示したものである。
【０１９３】
【数１８】
【０１９４】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０１９５】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路７によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給することを特徴とする。
【０１９６】
このようなアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例２と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例２に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０１９７】
（実施例６）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０１９８】
図１４は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例２の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わった構成であり、その詳細な説明については省略する。
【０１９９】
（回路動作）
本例の動作について説明する。まず、所望の光量になるように、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われ、これらの制御動作は、実施例２の場合と同様に行われる。
【０２００】
そして、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行われ、この制御動作は、実施例４の場合と同様に行われる。
【０２０１】
次に、本発明の第７の実施の形態を、図１５に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２０２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２０３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを電流制限値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、この出力電流Ｉ１から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとを重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２０４】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってカソード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例３と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例３に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２０５】
（実施例７）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２０６】
図１５は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例３と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード駆動回路とアノート駆動タイプのレーザダイオードの駆動回路を同時に合わせ持つもので、どちらか一方を選択してレーザダイオード１を駆動する。以下、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明する。
【０２０７】
本例は、実施例３の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わったものであり、詳細な説明については省略する。
【０２０８】
（回路動作）
本例の動作について説明する。カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとしているので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＢ１と電流ＩＰ１とが加算される方（図中のＣ端子側）が選択されるように、制御信号ＳＷ３０を制御する。
【０２０９】
まず、所望の光量になるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われ、これらの制御動作は、実施例１の場合と同様に行われる。
【０２１０】
そして、最終的な制限電流Ｉ０を決定する制御動作が行われる。この制御動作は、実施例５の場合と同様である。
【０２１１】
次に、本発明の第８の実施の形態を、図１６に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２１２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２１３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力し、出力電流Ｉ１から、発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をバイアス電流ＩＢとし、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２１４】
このようなカソードおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によってアノード駆動タイプのレーザダイオード１を選択することにより、実施例４と同様な作用効果が得られる。また、本例では、実施例４に比べて、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２１５】
（実施例８）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２１６】
図１６は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。この駆動回路は、実施例４と同様に、カソード駆動タイプのレーザダイオード１とアノード駆動タイプレーザダイオード１の駆動回路を同時に合わせ持つもので、どちらか一方を選択してレーザダイオード１を駆動する。以下、アノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するものとして説明する。
【０２１７】
本例は、実施例４の制限電流値Ｉ０を決定する回路２４が、実施例５で使用している制限電流値Ｉ０を決定する回路２５に置き換わったものであり、詳細な説明については省略する。
【０２１８】
（回路動作）
本例の動作について説明する。アノード駆動タイプのレーザダイオードを駆動するものとしているので、第３のスイッチング回路２０は導通状態に、第４のスイッチング回路２１は非導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流Ｉｄｒｖ１から電流ＩＰ１が減じられる方（図中のＡ端子側）が選択されるように、制御信号ＳＷ３０を制御する。
【０２１９】
まず、所望の光量になるようにレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する制御動作、および、所望の１／Ｎの光量になるように電流Ｉ２を決定する制御動作が行われる。これらの制御動作は、実施例２の場合と同様に行われる。
【０２２０】
そして、最終的な制限電流値Ｉ０を決定する制御動作が行われる。この制御動作は、実施例４の場合と同様に行われる。
【０２２１】
次に、本発明の第９の実施の形態を、図１７および図１８に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２２２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２２３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路７によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【０２２４】
このようにカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けたことにより、実施例１と同様な作用効果が得られる。さらに、実施例１に比ベ、回路構成が簡単になり、素子バラツキによる影響を少なく抑えることが可能なレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２２５】
（実施例９）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２２６】
図１７は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２２７】
１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２２８】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２４とは、先に述べた実施例１と同じなので、その説明は省略する。
【０２２９】
図１８は、本例で用いる電流制限回路３６であり、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限する。この電流制限回路３６において、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとを同時に決定している。これにより決定された電流ＩＢは、第１の電流増幅回路１４に入力され、電流Ｉ１は、第２の電流増幅回路１５に入力される。レーザダイオード１のカソードには、第１の電流増幅回路１４の出力電流ＩＢ１と、第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１とを重畳した電流が供給される。
【０２３０】
ここで、第１および第２の電流増幅回路１４，１５を用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限制限値Ｉ０を決定する回路２４との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果を得る。
【０２３１】
次に、図１８に示す電流制限回路３６の構成および動作について説明する。なお、基本的な構成は、実施例１と同じであり、ここでは相違点のみを説明する。
【０２３２】
入力となる電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流Ｉ１を出力する際、電流Ｉｄｒｖを減じるように電流ｉが発生することは先に説明した。この電流ｉは、言い換えると、バイアス電流ＩＢに相当する電流である。従って、電流ｉを電流バッファ１０６を介して出力される電流をバイアス電流ＩＢとし、電流Ｉ１と電流ＩＢとを電流制限回路３６の出力電流とする。
【０２３３】
これにより、実際の回路化を考えた場合、実施例１に比ベ、回路構成を簡単化することが可能である。さらに、回路を構成する素子のバラツキによる影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２３４】
なお、本例のレーザダイオード駆動回路および電流制限回路３６の動作についての説明は省略する。
【０２３５】
次に、本発明の第１０の実施の形態を、図１９に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２３６】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２３７】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に定電流Ｉｘを加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路３６によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流をレーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流をレーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１あるいはアノード駆動タイプのレーザダイオード１とを駆動することを特徴とする。
【０２３８】
このようにカソード駆動タイプおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によって、所望とする駆動夕イプのレーザダイオード１を駆動することにより、実施例３と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例３に比ベ、回路構成を簡単化でき、素子のバラツキによる影響を少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２３９】
（実施例１０）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２４０】
図１９は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２４１】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２４２】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２４とは、実施例１と同じなので説明は省略する。
【０２４３】
本例では、回路２３で決定された電流Ｉｄｒｖは、第３のスイッチング回路２０を介して、第１の電流増幅回路１４に入力される。また、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して、実施例９で説明した構成（図１８参照）の第２の電流制限回路３６に入力されて電流制限されることにより、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとが同時に決定される。決定された電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８を介して、パルス電流ＩＰを出力し、第２の電流増幅回路１５に入力される。さらに、電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して、第３の電流増幅回路１６に入力される。
【０２４４】
ここで、第１，第２，第３の電流増幅回路１４，１５，１６を用いることは、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する第１の電流制限用の回路２４との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果がある。
【０２４５】
本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とが重畳される（Ｃ端子側）。これにより、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１との重畳された電流が供給される。従って、実施例３に比ベ、実際の回路構成を簡単にすることができ、また、回路を構成する素子のバラツキの影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２４６】
また、第３のスイッチング回路２０を導通状態、第４のスイッチング回路２１を非導通状態、第５のスイッチング回路２２をレーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じる（Ａ端子側）ように制御信号ＳＷ３０を与える。そして、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じた電流を、アノード駆動タイプのレーザダイオード１のアノードに供給することにより、レーザダイオード１を駆動することもできる。
【０２４７】
このように制御信号ＳＷ３０に適切な制御信号を与えることにより、カソード駆動とアノード駆動との異なる駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することが可能である。
【０２４８】
なお、本例の動作は実施例３と同じなので、その説明については省略する。
【０２４９】
次に、本発明の第１１の実施の形態を、図２０に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２５０】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２５１】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、電流制限回路３６によってレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、パルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給することを特徴とする。
【０２５２】
このようにカソード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設けることにより、実施例５と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例５に比べ、回路構成が簡単になり、素子バラツキによる影響が少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２５３】
（実施例１１）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２５４】
図２０は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２５５】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２５６】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５とは、実施例５と同じなので説明は省略する。
【０２５７】
本例では、電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限する際、実施例９で説明した第２の電流制限回路３６を使用し、第２の電流制限回路３６で、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１とバイアス電流ＩＢとを同時に決定する。決定された電流ＩＢは、第１の電流増幅回路１４に入力され、電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８に入力され、パルス電流ＩＰを出力する。パルス電流ＩＰは、第２の電流増幅回路１５に入力される。レーザダイオード１のカソードには、第１の電流増幅回路１４の出力電流ＩＢ１と第２の電流増幅回路１５の出力電流ＩＰ１とが重畳された電流が供給される。
【０２５８】
ここで、第１，第２の電流増幅回路１４，１５を用いることにより、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５との制御回路部で消費電力を小さく抑えることができるという効果を得る。
【０２５９】
また、このような構成にすることにより、実際の回路化を考えた場合、実施例５に比ベ、回路構成を簡単にすることが可能となる。さらに、回路を構成する素子のバラツキによる影響が少ないレーザダイオード駆動回路を実現することができる。
【０２６０】
なお、本例の動作は実施例５と同じなので、その説明については省略する。
【０２６１】
次に、本発明の第１２の実施の形態を、図２１に基づいて説明する。なお、前述した各実施の形態と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。
【０２６２】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【０２６３】
本発明は、レーザダイオード１の発光量を所望の光量の値になるように制御されたレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖと、所望の１／Ｎの光量を得るために必要な電流との差電流より、発振閾値電流Ｉ２を求め、発振閾値電流Ｉ２に、発振閾値電流Ｉ２の係数倍の電流を加算した電流を制限電流値Ｉ０とし、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを制限電流値Ｉ０で電流制限し、電流制限回路３６によってパルス変調時の振幅レベルを与える出力電流Ｉ１を出力するとともに、制限電流値Ｉ０と制限電流値以上のレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖとの差電流をバイアス電流ＩＢとして出力し、パルス変調時の振幅レベルを与える電流から発光動作を制御するパルス電流ＩＰを決定し、
パルス電流ＩＰとバイアス電流ＩＢとの重畳した電流を、レーザダイオード１のカソードに供給する手段と、レーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖからパルス電流ＩＰを減じた電流を、レーザダイオード１のアノードに供給する手段とを同時に備え、さらに、どちらか一方を選択する手段も備え、選択手段を用いてカソード駆動タイプのレーザダイオード１あるいはアノード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することを特徴とする。
【０２６４】
このようにカソード駆動タイプおよびアノード駆動タイプのレーザダイオード駆動装置を設け、選択手段によって、所望とする駆動夕イプのレーザダイオード１を駆動することにより、実施例７と同じ作用効果が得られる。さらに、実施例７に比ベ、回路構成を簡単化でき、素子のバラツキによる影響を少なく抑えられるレーザダイオード駆動回路を実現できる。
【０２６５】
（実施例１２）
次に、具体的な例を挙げて説明する。
【０２６６】
図２１は、本発明を使用したレーザダイオード駆動回路の構成例を示す。
【０２６７】
まず、本例の構成について説明する。１はカソード駆動タイプのレーザダイオードで、２はレーザダイオード１からの発光量をモニタするフォトダイオードである。
【０２６８】
発光量に関係するレーザダイオード駆動電流Ｉｄｒｖを決定する回路２３と、制限電流値Ｉ０を決定する電流制限用の回路２５とは、実施例５と同じなので説明は省略する。
【０２６９】
本例は、回路２３で決定された電流Ｉｄｒｖは、第３のスイッチング回路２０を介して第１の電流増幅回路１４に入力される。また、レーザダイオード電流Ｉｄｒｖは、第１の電流バッファ１７を介して、実施例９で説明した電流制限回路３６に入力されて電流制限されることにより、光パルス変調時の振幅レベルを与える電流Ｉ１と、バイアス電流ＩＢとが同時に決定される。決定された電流Ｉ１は、第１のスイッチング回路８を介して、パルス電流ＩＰを出力し、第２の電流増幅回路１５に入力される。
【０２７０】
また、電流ＩＢは、第４のスイッチング回路２１を介して、第３の電流増幅回路１６に入力される。本例では、カソード駆動タイプのレーザダイオード１を駆動するので、第３のスイッチング回路２０は非導通状態に、第４のスイッチング回路２１は導通状態に、第５のスイッチング回路２２は電流ＩＰ１と電流ＩＢ１が重畳される（Ｃ端子側）。これにより、レーザダイオード１のカソードには、電流ＩＰ１と電流ＩＢ１とが重畳された電流が供給される。
【０２７１】
本例の構成を用いることにより、実際に回路化する際、実施例７に比ベ、簡単に枯成することができ、また、回路を構成する素子のバラツキの影響が少ないレーザダイオード駆動回路が実現することができる。
【０２７２】
また、第３のスイッチング回路２０を導通状態、第４のスイッチング回路２１を非導通状態、第５のスイッチング回路２２をレーザダイオード電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じる（Ａ端子側）ように制御信号ＳＷ３０を与え、電流Ｉｄｒｖから電流ＩＰ１を減じた電流を、アノード駆動タイプのレーザダイオード１のアノードに供給することにより、レーザダイオード１を駆動することができる。つまり、この制御信号ＳＷ３０に適切な制御信号を与えることにより、カソード駆動とアノード駆動の異なる駆動タイプのレーザダイオード１を駆動することが可能である。
【０２７３】
なお、本例の動作は実施例７と同じなので、その説明については省略する。
【０２７４】
【発明の効果】
（効果１）
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、レーザダイオードの動作温度の変化等によって発振閾値電流やスロープ効率などの、特性が変化しても、常に発振閾値電流近傍に安定してバイアス電流を印加することができ、周波数特性を大幅に改善できるとともに、常に消光比に優れたレーザ発光を行うことができる。
【０２７５】
（効果２）
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流を作成し、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給するようにしたので、効果１と同様の効果が得られる。
【０２７６】
（効果３）
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの回路で、異なる２つの駆動タイプのレーザダイオードを駆動することができ、駆動タイプに合わせた駆動回路をそれぞれ用意する必要がなくなり、回路の簡素化を図ることができる。
【０２７７】
（効果４）
以上説明したように、第４の実施の形態によれば、効果３と同様な効果が得られる。
【０２７８】
（効果５）
以上説明したように、第５の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流を、レーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号を減らすことができる。
【０２７９】
（効果６）
以上説明したように、第６の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流を作成し、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアソードに供給するようにしたので、効果１と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号を減らすことができる。
【０２８０】
（効果７）
以上説明したように、第７の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果３と同様な効果が得られる。さらに、１つの定電流と１つの制御信号とを減らすことができる。
【０２８１】
（効果８）
以上説明したように、第８の実施の形態によれば、効果７と同様な効果が得られる。
【０２８２】
（効果９）
以上説明したように、第９の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果１と同様の効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８３】
（効果１０）
以上説明したように、第１０の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果３と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８４】
（効果１１）
以上説明したように、第１１の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給するようにしたので、効果５と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【０２８５】
（効果１２）
以上説明したように、第１２の実施の形態によれば、所定の手段でレーザダイオード駆動電流を決定し、このレーザダイオード駆動電流と電流制限手段とを用いてパルス電流、ならびに、パルス電流とバイアス電流との重畳した電流を作成し、この重畳した電流をレーザダイオードのカソードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオード駆動電流からパルス電流を減じた電流をレーザダイオードのアノードに供給してレーザダイオードを駆動する駆動手段とを同時に備え、駆動タイプに合わせてどちらか一方を選択し、レーザダイオードを駆動するようにしたので、効果７と同様な効果が得られる。さらに、実際の回路化を考慮した場合、回路構成が簡単になると同時に、回路素子のバラツキによる発光特性への影響が少ない回路構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】電流制限回路の入力電流に対する出力電流の変化を示す特性図である。
【図３】電流制限回路の構成を示す回路図である。
【図４】制御信号のタイミングチャートである。
【図５】レーザダイオード駆動電流に対する出力電流の変化を示す特性図である。
【図６】レーザダイオードに供給される電流と発光強度との関係および制御時間の経過に伴う電流の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図８】制御信号のタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１２】制御信号のタイミングチャートである。
【図１３】各制御で決定された電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１５】本発明の第７の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１７】本発明の第９の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図１８】電流制限回路の構成を示す回路図である。
【図１９】本発明の第１０の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の第１１の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２１】本発明の第１２の実施の形態であるレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２２】レーザダイオード駆動電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【図２３】第１の従来例のレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２４】第２の従来例のレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２５】第２の従来例のレーザダイオード駆動電流と発光強度との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
７ 電流制限手段（第１の電流制限手段）
１４，１５，１６ 電流増幅回路
１７，１８，１９ 電流バッファ
２３ 第１電流作成手段（決定手段）
２４ 第２，第３電流作成手段（第１の電流制限手段）
２５ 第２，第３電流作成手段（第２の電流制限手段）
３６ 電流制限手段（第２の電流制限手段）
Claims (9)
- 光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定される駆動電流値に基づいて、入力信号に応じて変調されるパルス電流を前記光源へ供給する手段とを有し、
所望の光量の変調光ビームを光源より発生させるための光源駆動装置において、
前記光源の発振閾値を求め、該求められた発振閾値に基づいて、前記パルス電流を制限するための制限値を決定する制限値決定手段と、
前記パルス電流の振幅が前記決定された制限値を超えない様に該パルス電流を該制限値に制限する制限手段とを設け、
前記制限手段により制限されたパルス電流の振幅値と前記決定手段により決定された駆動電流値との差分が前記入力信号にかかわらず前記光源へ供給される様構成したことを特徴とする光源駆動装置。 - 前記光源から発生される光ビームの光量をモニタするモニタ手段を有し、
前記決定手段は、前記モニタ手段によりモニタされた光量に基いて、前記駆動電流の値を決定する手段を有することを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。 - 前記制限値決定手段は、光源が所望の光量の光ビームを発生するための駆動電流値と、前記光源が前記所望の光量の１／Ｎの光量を発生するための駆動電流値との差分に基づいて、前記発振閾値を求めることを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
- 前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を加算することによって、前記制限値を決定することを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
- 前記制限値決定手段は、前記求められた発振閾値に、所定値を乗算することによって、前記制限値を決定することを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
- 前記制限値決定手段は、前記決定される駆動電流値を所定値に制限することによりパルス電流の振幅値を決定するとともに、該駆動電流値と該パルス電流の振幅値との差分から前記バイアス値を決定することを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
- 前記光源は半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の光源駆動装置。
- 前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限されるパルス電流の振幅分を減算する電流減算手段と、
前記電流減算手段の出力と、前記制限手段により制限されたパルス電流とを加算する電流加算手段とを有し、
前記電流加算手段の出力を前記半導体レーザのカソードへ供給することを特徴とする請求項７記載の光源駆動装置。 - 前記決定手段により決定された駆動電流から、前記制限手段により制限されたパルス電流を減算する電流減算手段を有し、
前記電流減算手段の出力を、前記半導体レーザのアノードに供給することを特徴とする請求項７記載の光源駆動装置。
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