JP3648301B2 - 半導体レーザ駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体レーザの発光光量はアナログ量であり、従来、半導体レーザが所定の光量で発光しているかどうかの判定は半導体レーザからのレーザ光を検出する光検出器の出力信号と、基準電圧発生器からの所定の光量に相当する基準電圧とをアナログコンパレータにて比較することで行われてきた。従って、従来の半導体レーザ駆動装置では、アナログコンパレータと基準電圧発生器とを備えていた。
【0003】
図4は半導体レーザをスイッチングさせるスイッチング機能を有する半導体レーザ駆動装置の従来例を示す。まず、この半導体レーザ駆動装置で半導体レーザを直流点灯させている状態について説明する。半導体レーザ点灯指示信号によりスイッチ回路1が閉じ、電流源2はホールドコンデンサ3の端子電圧が印加されてホールドコンデンサ3の端子電圧に比例した電流を供給する。
【0004】
半導体レーザ4は、電流源2から供給される電流が流れ、その電流−光変換特性にしたがって発光する。光検出器5は、ホトダイオードからなり、半導体レーザ4が発した光を受けてその受光量に比例した電流を発生する。この電流は増幅器6によって電圧に変換される。増幅器6の出力電圧はアナログコンパレータ7に入力され、アナログコンパレータ7は増幅器6の出力電圧を基準電圧発生器8によって作られる所定の光量に相当する基準電圧と比較する。
【0005】
アナログコンパレータ7の比較結果はバッファ9を通じてスイッチ回路10に加えられ、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量に達していなかった場合には、スイッチ回路10が閉じて電流源11から供給される電流がホールドコンデンサ3に流れる。ホールドコンデンサ3は、電流源11からスイッチ回路10を通じて流れる電流により電荷を蓄え、徐々にその端子電圧が上昇する。ホールドコンデンサ3の端子電圧が上昇すると、その上昇に伴って電流源2の発生する電流が増加し、半導体レーザ4の発光光量が増加する。
【0006】
増幅器6からアナログコンパレータ7に入力された電圧が基準電圧発生器8によって作られる基準電圧に達すると、スイッチ回路10が開き、電流源11からホールドコンデンサ3への電流供給が停止する。ホールドコンデンサ3は、その電流供給の停止により端子電圧をそのまま一定に保持し、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量のまま一定に保持される。ここに、抵抗12は、スイッチ回路10が開いているときにホールドコンデンサ3にリーク電流が流れ込んでホールドコンデンサ3の端子電圧を押し上げないようにするために、ホールドコンデンサ3と並列に付けられている。また、半固定抵抗13は増幅器6のゲイン調整用半固定抵抗である。
【0007】
次に、この半導体レーザ駆動装置で半導体レーザ4をスイッチングしているときについて説明する。まず、半導体レーザ点灯指示信号により上述のような直流点灯状態にされ、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量になる。その後、半導体レーザ点灯指示信号がスイッチングしてスイッチ回路1がオン/オフし、電流源2から半導体レーザ4への電流がオン/オフされることで半導体レーザ4がオン/オフにスイッチングされる。
【0008】
半導体レーザ4のスイッチングが高速で行われて光検出器5及び増幅器6が半導体レーザ4の出力に追従できなくなったときには、増幅器6からアナログコンパレータ7に入力される電圧は半導体レーザ4が所定の光量よりも少ない光量で発光しているかのように振る舞ってしまう。このため、スイッチ回路10が閉じて電流源11からホールドコンデンサ3に電流が供給され、ホールドコンデンサ3の端子電圧が上昇して電流源2から半導体レーザ4への電流が増加し、半導体レーザ4の発光光量が増加してしまう。
【0009】
そこで、これを防ぐために、光検出器5及び増幅器6が半導体レーザ4の出力に追従するまでホールドコンデンサ3の充電が点灯指示信号長検出器14によって禁止される。すなわち、点灯指示信号長検出器14は、光検出器9及び増幅器6が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続しているかどうかを半導体レーザ点灯指示信号の継続長さから検出し、光検出器5及び増幅器6が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続しているときにはバッファ9に充電制御の許可を与える。
【0010】
バッファ9は、点灯指示信号長検出器14の出力信号により制御されるロジック回路であり、点灯指示信号長検出器14による充電制御の許可でアナログコンパレータ7の比較結果をスイッチ回路10に加える。また、点灯指示信号長検出器14は、光検出器5及び増幅器6が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続していないときにはバッファ9に充電制御の許可を与えず、バッファ9がアナログコンパレータ7の比較結果をスイッチ回路10に加えなくなってホールドコンデンサ3の充電が禁止される。
【0011】
また、半導体レーザ4の発光光量を所定の光量に設定する方法は、半導体レーザ4の出力が所定の光量になったときに増幅器6の出力電圧が基準電圧発生器8の発生する基準電圧になるように増幅器6のゲイン調整用半固定抵抗13を調整して増幅器6のゲインを調整する方法と、基準電圧発生器8の発生する基準電圧を、半導体レーザ4の出力が所定の光量になったときの増幅器6の出力電圧に調整する方法がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記半導体レーザ駆動装置では、アナログコンパレータ7と基準電圧発生器8とを有するので、構成が複雑になり、高価になる。
本発明は、上記問題点を改善し、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる半導体レーザ駆動装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、発光する半導体レーザと、この半導体レーザの発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器と、この光検出器の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として前記光検出器の出力信号と比較するロジックICとを備え、前記比較の結果により前記半導体レーザの電流を増減させて前記半導体レーザの発光光量を所定の光量に制御するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1実施形態例を示す。
この第1実施形態例は、請求項1記載の発明の一実施形態例であり、前述した従来の半導体レーザ駆動装置とは以下の点が異なる。この第1実施形態例は、前述した従来の半導体レーザ駆動装置において、アナログコンパレータ7、バッファ9及び基準電圧発生器8の3要素をアンドゲート15に統合したものである。すなわち、第1実施形態例は、基準電圧をアンドゲート15の入力端子の閾値で代用することにより、アナログコンパレータ7及び基準電圧発生器8を廃止し、バッファ9をアンドゲート15に置き代えたものである。アンドゲート15は、標準ロジックICにより構成され、入力インピーダンスが比較的大きいCMOSロジックICを使用することが望ましい。
【0016】
光検出器5は半固定抵抗16を介して直流電源に接続され、半導体レーザ4の発光光量が光検出器5により電流に変換されて更に半固定抵抗16により電圧に変換される。この電圧はアンドゲート15の入力端子に入力されて該入力端子の閾値と比較され、その比較結果と点灯指示信号長検出器14からの充電制御停止信号とのアンドがアンドゲート15によりとられてアンドゲート15の出力信号がスイッチ回路10に加えられる。
【0017】
したがって、半導体レーザ4を直流点灯させている場合には、点灯指示信号長検出器17からの充電制御停止信号が高レベルとなり、光検出器5の出力信号(半固定抵抗16により電圧に変換されたもの)はアンドゲート15の入力端子の閾値と比較されてその比較結果がスイッチ回路10に加えられる。ここに、点灯指示信号長検出器17は光検出器9が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続しているかどうかを半導体レーザ点灯指示信号の継続長さから検出する。
【0018】
また、半導体レーザ4をスイッチングしている場合には、光検出器5が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続しているときは点灯指示信号長検出器17からの充電制御停止信号が高レベルとなり、光検出器5の出力信号(半固定抵抗16により電圧に変換されたもの)はアンドゲート15の入力端子の閾値と比較されてその比較結果がスイッチ回路10に加えられる。
【0019】
また、光検出器5が半導体レーザ4の出力に追従するまで半導体レーザ点灯指示が継続していないときは点灯指示信号長検出器17からの充電制御停止信号が低レベルとなり、光検出器5の出力信号(半固定抵抗16により電圧に変換されたもの)はアンドゲート15の入力端子の閾値と比較されるが、その比較結果がアンドゲート15で阻止されてスイッチ回路10が開いたままとなる。
【0020】
半導体レーザ4の発光光量を所定の光量に設定する場合には、半固定抵抗16の値を調整し、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量になったときにアンドゲート15に光検出器5及び半固定抵抗16の接続点から入力される電圧レベルがアンドゲート15の入力端子の閾値となるようにする。
【0021】
この第1実施形態例は、請求項1記載の発明の実施形態例であって、発光する半導体レーザ4と、この半導体レーザ4の発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器5と、この光検出器5の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として光検出器5の出力信号と比較するロジックICとしてのアンドゲート15とを備え、前記比較の結果により半導体レーザ4の電流を増減させて半導体レーザ4の発光光量を所定の光量に制御するので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
【0022】
また、この第1実施形態例は、ロジックIC15がCMOSロジックICからなるので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
なお、第1実施形態例において、アンドゲート15はその周辺の論理構成によって他のロジックICに置き換えることが可能である。
【0023】
図2は本発明の第2実施形態例を示す。
この第2実施形態例は、請求項1記載の発明の他の実施形態例であり、上記第1実施形態例において、半導体レーザ4をスイッチングさせるスイッチング機能を除いている。すなわち、スイッチ回路1及び点灯指示信号長検出器17が省略され、かつ、半導体レーザ4を点灯させたままとするためにホールドコンデンサ3の充電制御を禁止する必要がなくてアンドゲート15の代りに1入力のゲート18が用いられている。
【0024】
このゲート18は、標準ロジックゲートICにより構成され、入力インピーダンスが比較的大きいCMOSロジックICを使用することが望ましい。光検出器5の出力信号(半固定抵抗16により電圧に変換されたもの)はゲート18の入力端子に入力されて基準電圧としての入力端子の閾値と比較され、その比較結果がスイッチ回路10に加えられる。
【0025】
この第2実施形態例は、請求項1記載の発明の実施形態例であって、発光する半導体レーザ4と、この半導体レーザ4の発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器5と、この光検出器5の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として光検出器5の出力信号と比較するロジックICとしてのゲート18とを備え、前記比較の結果により半導体レーザ4の電流を増減させて半導体レーザ4の発光光量を所定の光量に制御するので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
【0026】
また、この第2実施形態例は、ロジックIC18がCMOSロジックICからなるので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
なお、第2実施形態例において、ゲート18はその周辺の論理構成によって他のロジックICに置き換えることが可能である。
【0027】
図3は本発明の第3実施形態例を示す。
この第3実施形態例は、請求項1記載の発明の他の実施形態例であり、上記第2実施形態例において、ホールドコンデンサ3、スイッチ回路10、電流源11、抵抗12及びゲート18の代りにアップダウンカウンタ19及びD/Aコンバータ20が用いられ、半導体レーザ4に流す電流を供給する電流源2の電流量がアップダウンカウンタ19及びD/Aコンバータ20により制御される。アップダウンカウンタ19は、標準ロジックICにより構成され、入力インピーダンスが比較的大きいCMOSロジックICを使用することが望ましい。
【0028】
光検出器5の出力信号(半固定抵抗16により電圧に変換されたもの)はアップダウンカウンタ19のアップ/ダウン制御入力端子に入力されて基準電圧としてのアップ/ダウン制御入力端子の閾値と比較され、その比較結果によりアップダウンカウンタ19は半導体レーザ4の発光光量が所定の光量に近づくようにアップカウントモードまたはダウンカウントモードとなる。
【0029】
すなわち、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量より少ない場合にはアップダウンカウンタ19はアップカウントモードとなって図示しない回路からのクロックをアップカウントし、アップダウンカウンタ19のカウント値がD/Aコンバータ20によりアップダウンカウンタ19のカウント値に比例したアナログ信号に変換される。電流源2は、D/Aコンバータ20の出力信号が加えられ、D/Aコンバータ20の出力信号に比例して半導体レーザ4への電流が増加する。したがって、電流源2から半導体レーザ4に流れる電流が徐々に増加して半導体レーザ4の発光光量が徐々に増加する。
【0030】
また、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量より多い場合にはアップダウンカウンタ19はダウンカウントモードとなってクロックをダウンカウントし、アップダウンカウンタ19のカウント値がD/Aコンバータ20によりアップダウンカウンタ19のカウント値に比例したアナログ信号に変換される。電流源2は、D/Aコンバータ20の出力信号が加えられ、D/Aコンバータ20の出力信号に比例して半導体レーザ4への電流が減少する。したがって、電流源2から半導体レーザ4に流れる電流が徐々に減少して半導体レーザ4の発光光量が徐々に減少する。
この結果、半導体レーザ4の発光光量が所定の光量に制御される。
【0031】
この第3実施形態例は、請求項1記載の発明の実施形態例であって、発光する半導体レーザ4と、この半導体レーザ4の発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器5と、この光検出器5の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として光検出器5の出力信号と比較するロジックICとしてのアップダウンカウンタ19とを備え、前記比較の結果により半導体レーザ4の電流を増減させて半導体レーザ4の発光光量を所定の光量に制御するので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
【0032】
また、この第3実施形態例は、ロジックIC19がCMOSロジックICからなるので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、発光する半導体レーザと、この半導体レーザの発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器と、この光検出器の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として前記光検出器の出力信号と比較するロジックICとを備え、前記比較の結果により前記半導体レーザの電流を増減させて前記半導体レーザの発光光量を所定の光量に制御するので、アナログコンパレータと基準電圧発生器を用いずに安価なロジックICを用いて安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3実施形態例を示すブロック図である。
【図4】従来の半導体レーザ駆動装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、10 スイッチ回路
2、11 電流源
3 ホールドコンデンサ
4 半導体レーザ
5 光検出器
12 抵抗
15 アンドゲート
16 半固定抵抗
17 点灯指示信号長検出器
18 ゲート
19 アップダウンカウンタ
20 D/Aコンバータ
Claims (1)
- 発光する半導体レーザと、この半導体レーザの発光光量を検出して該発光光量に比例した信号を出力する光検出器と、この光検出器の出力信号が入力端子に入力され該入力端子の閾値を基準値として前記光検出器の出力信号と比較するロジックICとを備え、前記比較の結果により前記半導体レーザの電流を増減させて前記半導体レーザの発光光量を所定の光量に制御することを特徴とする半導体レーザ駆動装置。
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JP29411495A JP3648301B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 半導体レーザ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH09139538A JPH09139538A (ja) | 1997-05-27 |
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