JP5034986B2 - Surface emitting laser drive device - Google Patents

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Description

本発明は、面発光レーザ駆動装置に係り、特に、レーザゼログラフィーに用いて好適な面発光レーザ駆動装置に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser driving device, and more particularly to a surface emitting laser driving device suitable for use in laser xerography.

従来の端面発光レーザでは、特許文献1の第2図に示すように、電流駆動回路が一般的に使用されてきた。この電流駆動回路は、同図に示すアンプ5、トランジスタQl、抵抗RE1で構成する定電流回路で発生した電流を、電流スイッチQ2,Q3でオン/オフしてレーザLD1に供給するものである。この電流駆動回路が従来用いられてきた理由は以下の通りである。   In the conventional edge-emitting laser, a current drive circuit has generally been used as shown in FIG. This current drive circuit supplies the current generated in the constant current circuit constituted by the amplifier 5, the transistor Ql, and the resistor RE1 shown in the figure to the laser LD1 by turning on / off the current switches Q2 and Q3. The reason why this current driving circuit has been used conventionally is as follows.

図38に示すように、端面発光レーザでは印加電圧に対し駆動電流が指数関数的に増大していくため、電圧で制御しようとするとバイアスポイントにより微分抵抗(△V/△I)が変動し、制御のための負帰還ループに非線型要素が入り込み制御が難しくなる。これに対し電流で駆動すると、レーザ発振の閾値電流以上では、光量と電流が比例するため負帰還ループが線形要素で構成されることになり制御が容易となるからである。さらに、多数のレーザを駆動しなければならない場合であっても、電流駆動であれば比較的容易にレーザ毎に電流源を設けることができるからである。   As shown in FIG. 38, in the edge-emitting laser, the driving current increases exponentially with respect to the applied voltage, so that when the voltage is controlled, the differential resistance (ΔV / ΔI) varies depending on the bias point, A non-linear element enters the negative feedback loop for control, making control difficult. On the other hand, when driven by current, the amount of light is proportional to the current above the laser oscillation threshold current, so the negative feedback loop is composed of linear elements and control is facilitated. Further, even when a large number of lasers must be driven, a current source can be provided for each laser relatively easily if current driving is performed.

図39に示す電流駆動回路は、電圧駆動回路と異なり、時定数を短くする手段が無い。このため一般に微分電流を重畳することが用いられる。   Unlike the voltage drive circuit, the current drive circuit shown in FIG. 39 has no means for shortening the time constant. For this reason, it is generally used to superimpose a differential current.

例えば特許文献2の第2図に示すレーザダイオード駆動制御回路は、信号VsがhighになったときにトランジスタQ3がオンし、コンデンサCと抵抗R1で決まる時定数でQ4のベースが駆動されると、トランジスタQ4から特許文献2の第5図に示すVsに対応する微分電流がレーザの立ち上がりを補償するものである。このレーザダイオード駆動制御回路は、微分電流の大きさが動作状態に合わせて制御されていないため、例えばレーザ光量を変えたり温度が変わったり、あるいはレーザの経時変化で駆動電流が変わった場合には補償量に過不足を生じるという問題がある。   For example, in the laser diode drive control circuit shown in FIG. 2 of Patent Document 2, when the signal Vs becomes high, the transistor Q3 is turned on, and the base of Q4 is driven with a time constant determined by the capacitor C and the resistor R1. The differential current corresponding to Vs shown in FIG. 5 of Patent Document 2 from the transistor Q4 compensates for the rise of the laser. In this laser diode drive control circuit, since the magnitude of the differential current is not controlled in accordance with the operating state, for example, when the laser light amount is changed, the temperature is changed, or the drive current is changed due to the change of the laser over time. There is a problem that the compensation amount is excessive or insufficient.

一方、レーザへの電流調整用の抵抗にスピードアップコンデンサを並列に接続された半導体発光素子駆動回路がある。そして、オーバーシュートぎみの駆動電流波形を生成し、矩形の光出力を得る。この半導体発光素子駆動回路は、出力電圧の振幅が大きくなると微分電流波形の振幅も大きくなるが、レーザダイオードのV−I特性が非線形性であるゆえに、同一のコンデンサ容量ですべての光量を補正することはできない。 On the other hand, there is a semiconductor light emitting element driving circuit connected to the speed-up capacitor in parallel with the resistor for current adjustment to record over THE. Then, it generates a drive current waveform of O over-shoot Gimi obtain a rectangular light output. The semiconductor light emitting element driving circuit, the amplitude of the output voltage is also increased amplitude of the differential current waveform increases, because V-I characteristics of the laser diode is nonlinear, all of the light amount at the same capacitor capacity It cannot be corrected.

また、特許文献の図1に示す発光素子駆動回路は、特許文献の図2に示すように、レーザのオン、オフに合わせたパルス波形をRdで生成し、この端子電圧をスピードアップコンデンサでレーザに容量結合することで微分電流Idを重畳している。この発光素子駆動回路は、矩形波をつくる抵抗Rpに流す電流としてレーザに流す相補電流を与えている。したがって、レーザへの駆動電流に比例して重畳される微分電流が変わる。この半導体発光素子駆動回路も、特許文献の第3図と同様に、ダイオードの非線形性ゆえにある条件で補正ができたとしても条件が変化すると補正がずれるという問題点を有する。 The light emitting element driving circuit shown in FIG. 1 of Patent Document 3, as shown in FIG. 2 of Patent Document 3, the laser turned on, a pulse waveform that matches the off generated by Rd, speed-up capacitor the terminal voltage Thus, the differential current Id is superimposed by capacitively coupling to the laser. This light emitting element driving circuit applies a complementary current to be supplied to the laser as a current to be supplied to the resistor Rp that generates a rectangular wave. Therefore, the differential current superimposed in proportion to the drive current to the laser changes. Similar to FIG. 3 of Patent Document 4 , this semiconductor light emitting element driving circuit also has a problem that even if correction can be performed under certain conditions due to the nonlinearity of the diode, the correction is shifted when the conditions change.

また、特許文献の第3図を除いて、微分電流を生成する回路とレーザ駆動回路の回路構成が異なっているため、微分電流の位相と駆動電流の位相がずれる可能性がある。そして、位相がずれると立ち上がりが2段階になるなど別の問題を生じる。
特開昭57−13790号公報 特開昭62−62572号公報 特開平9−83442号公報 特開昭57−39593号公報
Further, except for FIG. 3 of Patent Document 4 , the circuit configuration of the differential current generating circuit and the laser driving circuit are different, and therefore the phase of the differential current and the phase of the driving current may be shifted. Further, when the phase is shifted, another problem occurs such that the rising becomes two stages.
JP 57-13790 A JP 62-62572 A JP-A-9-83442 JP-A-57-39593

ここで、レーザのV−I特性が非線形であるとどうして補正がずれるのかについて説明する。   Here, the reason why the correction is shifted when the VI characteristic of the laser is nonlinear will be described.

図40は、Vcsel定電流駆動の回路構成を示す図である。このVcsel定電流駆動回路は、レーザを駆動するための電流源と、振幅が電流源の電流値に比例し、かつレーザのオン/オフ制御のスイッチと同期したパルスを発生するパルス電圧源と、微分電流をレーザの駆動電流に重畳するためのコンデンサとを備えている。   FIG. 40 is a diagram illustrating a circuit configuration of Vcsel constant current driving. This Vcsel constant current drive circuit includes a current source for driving a laser, a pulse voltage source for generating a pulse whose amplitude is proportional to the current value of the current source and synchronized with a laser on / off control switch, And a capacitor for superimposing the differential current on the driving current of the laser.

例えばレーザの駆動電流が倍になると、補正のための微分電流も倍になる。図41は、半導体レーザのV−I特性を示す図である。このV−I特性によると、電流を倍にしてもV−I特性が指数関数的であるために端子電圧がわずかしか上がらない。配線の寄生容量による立ち上がりのなまりを補正するのであれば、この電圧の変化に比例して微分電流を設定しなければならない。しかし、駆動電流に比例しているためレーザ駆動電流を倍にすると微分電流も倍になり過補償になってしまう。   For example, when the laser drive current is doubled, the differential current for correction is also doubled. FIG. 41 is a diagram showing the VI characteristics of the semiconductor laser. According to this VI characteristic, even if the current is doubled, the terminal voltage increases only slightly because the VI characteristic is exponential. If the rounding of the rise due to the parasitic capacitance of the wiring is corrected, the differential current must be set in proportion to this change in voltage. However, since it is proportional to the drive current, if the laser drive current is doubled, the differential current is also doubled, resulting in overcompensation.

逆に、図42に示すように、レーザ駆動電流を左から右へと示すように1/2にすると、レーザの印加電圧はわずかしか変化しない。これに対して、補償微分電流は半分にまで小さくなるため、補償が不足して波形はなまってしまう。レーザゼログラフィーでは環境や感光体の劣化に応じ常時レーザパワーを制御しており、一定の光量でしか使えないことは致命的である。   On the contrary, as shown in FIG. 42, when the laser drive current is halved as shown from left to right, the applied voltage of the laser changes only slightly. On the other hand, since the compensation differential current is reduced to half, the compensation is insufficient and the waveform is distorted. In laser xerography, the laser power is constantly controlled in accordance with the environment and deterioration of the photosensitive member, and it is fatal that it can be used only with a constant light amount.

そこで、本発明は、面発光レーザを流れる電流に変化が生じても最適な状態で補償して、面発光レーザのパワー変動を抑制する面発光レーザ駆動装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a surface emitting laser driving apparatus that compensates for an optimal state even if a change occurs in the current flowing through the surface emitting laser and suppresses power fluctuation of the surface emitting laser.

請求項1記載の発明は、レーザ光を出力する面発光レーザと、前記面発光レーザをオンするときに前記面発光レーザに電流を供給する電流源と、前記面発光レーザに供給するパルス電圧の電圧レベルを制御するとともに、当該制御したパルス電圧を前記面発光レーザのオンに同期して前記面発光レーザに供給するパルス電圧供給手段と、を備え、前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザがオンになって前記面発光レーザの端子電圧が略収束したときの収束端子電圧を取得して保持するとともに、前記面発光レーザがオンして立ち上がるときの前記面発光レーザの端子電圧が当該保持した収束端子電圧に一致するように前記電圧レベルを制御することを特徴とするFirst aspect of the present invention, a surface emitting laser for outputting a laser beam, a current source for supplying a current to the surface emitting laser when on the surface emitting laser, the pulsed voltage supplied to the surface emitting laser controls the voltage level, a pulse voltage the controlled in synchronization with oN of the surface emitting laser and a pulsed voltage supply means for supplying to the surface emitting laser, the pulsed voltage supply means, the surface emitting laser Is acquired and held when the terminal voltage of the surface emitting laser is substantially converged and is turned on, and the terminal voltage of the surface emitting laser when the surface emitting laser is turned on and started is held. The voltage level is controlled to match the converged terminal voltage .

この発明は、面発光レーザをオンするときに所定の電流を更に流す電流駆動型である。各回路から面発光レーザまでの配線には寄生容量が存在し、これによって波形のなまりが生じる。このため、面発光レーザのオン/オフに同期して、パルス電圧を面発光レーザに供給する。しかし、面発光レーザを流れる電流が変化すると、いわゆるオーバーシュートやアンダーシュートが生じる。そこで、パルス電圧をその変化に合わせて補正すべく、パルス電圧電圧レベルを制御している。また、このようなオーバーシュートやアンダーシュートをなくすために、請求項9または13記載のように、バイアス電流の電流値を制御するようにしてもよい。 The present invention is a current drive type in which a predetermined current is further supplied when the surface emitting laser is turned on. Parasitic capacitance exists in the wiring from each circuit to the surface emitting laser, and this causes rounding of the waveform. For this reason, a pulse voltage is supplied to the surface emitting laser in synchronization with the on / off of the surface emitting laser. However, when the current flowing through the surface emitting laser changes, so-called overshoot or undershoot occurs. Therefore, in order to correct the combined pulse voltage to the change, and controls the voltage level of the pulse voltage. In order to eliminate such overshoot and undershoot, the current value of the bias current may be controlled as in the ninth or thirteenth aspect .

本発明は、面発光レーザのオンに同期してパルス電圧を面発光レーザに供給する際に、パルス電圧電圧レベルを制御したりバイアス電流を制御することによって、面発光レーザを流れる電流に変化が生じても最適な状態で補償して、面発光レーザのパワー変動を抑制することができる。 The present invention, when supplying a pulse voltage to a surface-emitting laser in synchronism with the ON of the surface-emitting laser, by controlling the bias current to control the voltage level of the pulse voltage, the change in current flowing through the surface-emitting laser Even if this occurs, it can be compensated in an optimum state, and the power fluctuation of the surface emitting laser can be suppressed.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、最初に各装置の特徴的な基本構成について説明し、次に複数チャネル(マルチレーザ)の構成について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a characteristic basic configuration of each apparatus will be described, and then a configuration of a plurality of channels (multi-lasers) will be described.

1.基本構成
(1)電圧駆動型
本実施の形態に係る電圧駆動型の面発光レーザ駆動装置は、面発光レーザの駆動電流と相補的に出力される電流を電圧源に供給することで当該電圧源の負荷変動を抑制する。
1. Basic Configuration (1) Voltage Drive Type The voltage drive type surface emitting laser driving device according to the present embodiment supplies a voltage source with a current output complementarily to the drive current of the surface emitting laser. Suppresses load fluctuations.

面発光レーザ駆動装置は、図1に示すように、直列に接続された終端抵抗R4及びコンデンサC1と、これらと並列に接続された面発光レーザLDとを備えている。なお、面発光レーザLDのカソード側と、コンデンサC1の他端は、それぞれ接地されている。   As shown in FIG. 1, the surface emitting laser driving device includes a terminal resistor R4 and a capacitor C1 connected in series, and a surface emitting laser LD connected in parallel therewith. The cathode side of the surface emitting laser LD and the other end of the capacitor C1 are grounded.

さらに、面発光レーザ駆動装置は、面発光レーザLDのアノード側及び終端抵抗R4に電流を供給するバイアス電流源Ibと、スイッチSW1を介して電流を出力する相補電流源Isと、並列に接続された抵抗R1及びコンデンサC2に電流を供給する相補電流源Is’と、入力側がスイッチSW2に接続された電流源Iaと、ボルテージレギュレータ(電圧源)V1,V2とを備えている。   Further, the surface emitting laser driving device is connected in parallel with a bias current source Ib that supplies current to the anode side of the surface emitting laser LD and the termination resistor R4, and a complementary current source Is that outputs current via the switch SW1. A complementary current source Is ′ for supplying current to the resistor R1 and the capacitor C2, a current source Ia whose input side is connected to the switch SW2, and voltage regulators (voltage sources) V1 and V2.

スイッチSW1は、相補電流源Isからの相補電流Isを端子a又は端子bを介して出力する。スイッチSW1の端子aはスイッチSW2の端子aに接続され、その端子bは面発光レーザLDのアノード側に接続されている。   The switch SW1 outputs the complementary current Is from the complementary current source Is via the terminal a or the terminal b. The terminal a of the switch SW1 is connected to the terminal a of the switch SW2, and the terminal b is connected to the anode side of the surface emitting laser LD.

抵抗R1及びコンデンサC2の一端は相補電流源Is’の出力側に接続され、それらの他端は接地されている。なお、コンデンサC2の端子電圧は、電流源Iaの制御電圧になる。   One end of the resistor R1 and the capacitor C2 is connected to the output side of the complementary current source Is', and the other end thereof is grounded. Note that the terminal voltage of the capacitor C2 becomes the control voltage of the current source Ia.

スイッチSW2の端子aは、抵抗R2を介して接地されている。なお、抵抗R2は、ソースタイプの電源レギュレータでも使用可能なように常時電流を流し出しておくためのものである。スイッチSW2の端子bは、抵抗R3を介して接地している。そして、スイッチSW2は、端子a又は端子bからの電流を出力する。電流源Iaの入力側はスイッチSW2の端子a又は端子bに接続され、その出力側は接地される。   The terminal a of the switch SW2 is grounded through the resistor R2. The resistor R2 is for constantly flowing out current so that it can be used even in a source type power supply regulator. The terminal b of the switch SW2 is grounded via the resistor R3. The switch SW2 outputs a current from the terminal a or the terminal b. The input side of the current source Ia is connected to the terminal a or the terminal b of the switch SW2, and its output side is grounded.

電圧源V1は、接地された抵抗R3の他端に、電圧V1を印加する。電圧源V2は、抵抗R4に対して直列に接続され、また接地されたコンデンサC1の他端に接続され、さらに接地された抵抗R2の他端に接続され、電圧V2を印加する。なお、コンデンサC1は、高周波での出力インピーダンスの上昇を抑える役割を有する。コンデンサC3は相補電流源Isの制御電圧をホールドし、コンデンサC4はバイアス電流源Ibの制御電圧をホールドしている。   The voltage source V1 applies a voltage V1 to the other end of the grounded resistor R3. The voltage source V2 is connected in series with the resistor R4, connected to the other end of the grounded capacitor C1, and further connected to the other end of the grounded resistor R2, and applies the voltage V2. The capacitor C1 has a role of suppressing an increase in output impedance at a high frequency. The capacitor C3 holds the control voltage of the complementary current source Is, and the capacitor C4 holds the control voltage of the bias current source Ib.

以上のような構成の面発光レーザ駆動装置では、バイアス電流源Ibから出力されたバイアス電流Ibは、分岐して終端抵抗R4及び面発光レーザLDを流れる。   In the surface emitting laser driving apparatus configured as described above, the bias current Ib output from the bias current source Ib branches and flows through the termination resistor R4 and the surface emitting laser LD.

面発光レーザLDをオンにする場合、スイッチSW1を端子bに切り替える。相補電流源Isが出力する相補電流Isは、スイッチSW1を経由して、終端抵抗R4とレーザLDに流れ込む。これにより、面発光レーザLDがオンになる。このとき、終端抵抗R4を流れる電流も増加し、相補電流Isのうち終端抵抗R4に流れる分が電圧源V2の負荷変動を引き起こす。   When the surface emitting laser LD is turned on, the switch SW1 is switched to the terminal b. The complementary current Is output from the complementary current source Is flows into the termination resistor R4 and the laser LD via the switch SW1. Thereby, the surface emitting laser LD is turned on. At this time, the current flowing through the termination resistor R4 also increases, and the amount of the complementary current Is flowing through the termination resistor R4 causes the load fluctuation of the voltage source V2.

そこで、面発光レーザLDをオフする際、スイッチSW1を端子aに切り替え、相補電流Isを電圧源V2に直接供給する。これにより、面発光レーザLDのオン/オフに関係なく、電圧源V2に供給される電流の大きさをほぼ等しくすることができる。   Therefore, when the surface emitting laser LD is turned off, the switch SW1 is switched to the terminal a, and the complementary current Is is directly supplied to the voltage source V2. Thereby, the magnitude of the current supplied to the voltage source V2 can be made substantially equal regardless of whether the surface emitting laser LD is turned on or off.

しかし、相補電流Isをすべて抵抗R2に流した場合、面発光レーザLDへの分流分が考慮されてないので、補償し過ぎとなり、逆に電圧源V2の電位が逆方向に変動する。そこで、面発光レーザLDのオン/オフに同期して、別の電流源で面発光レーザLDへの分流分を補正する。   However, when all of the complementary current Is is passed through the resistor R2, since the shunt to the surface emitting laser LD is not taken into account, the compensation is excessive, and the potential of the voltage source V2 changes in the reverse direction. Therefore, in synchronization with the on / off of the surface emitting laser LD, a shunt current to the surface emitting laser LD is corrected by another current source.

図2に示すように、面発光レーザLDの端子電圧が上昇すると、端子電圧−電流特性が直線領域になる。そのときの傾きは終端抵抗Rshとレーザの内部抵抗Rldとの並列合成抵抗の逆数となる。終端抵抗Rshと内部抵抗Rldはほぼ一定のため、直線領域においては終端抵抗Rshに流れる電流と面発光レーザLDに流れる電流との比は一定である。   As shown in FIG. 2, when the terminal voltage of the surface emitting laser LD increases, the terminal voltage-current characteristic becomes a linear region. The slope at that time is the reciprocal of the parallel combined resistance of the termination resistance Rsh and the internal resistance Rld of the laser. Since the termination resistance Rsh and the internal resistance Rld are substantially constant, the ratio of the current flowing through the termination resistance Rsh and the current flowing through the surface emitting laser LD is constant in the linear region.

ここで、面発光レーザLDがオンのときに抵抗R2を流れる電流を表す式(1)と、面発光レーザLDがオフのときに抵抗R2を流れる電流を表す式(2)とを示す。   Here, Equation (1) representing the current flowing through the resistor R2 when the surface emitting laser LD is on and Equation (2) representing the current flowing through the resistor R2 when the surface emitting laser LD is off are shown.

(LDオン時のR2の電流)=α×(Is+Ib) ・・・・・(1)
(LDオフ時のR2の電流)=α×Ib+Is−Ia ・・・・・(2)
さらに、補正電流Iaを相補電流Isのミラー相補電流Is’に比例するよう設定する。すなわち、式(3)のように設定する。
(Current of R2 when LD is on) = α × (Is + Ib) (1)
(Current of R2 when LD is off) = α × Ib + Is−Ia (2)
Further, the correction current Ia is set to be proportional to the mirror complementary current Is ′ of the complementary current Is. That is, it sets like Formula (3).

Ia=Is×(1−α) ・・・・・(3)
αは、終端抵抗R4と面発光レーザLDの電流の分流比を示し、抵抗R1の値を変えることで調整することができる。式(3)を式(2)に代入すると、式(1)に一致する。つまり補正電流Iaを相補電流Isに比例して設定すると、面発光レーザLDのオン/オフに拘わらず、電圧源V2の負荷すなわち出力電圧を一定にすることができる。
Ia = Is × (1−α) (3)
α indicates the current shunt ratio of the termination resistor R4 and the surface emitting laser LD, and can be adjusted by changing the value of the resistor R1. Substituting equation (3) into equation (2) matches equation (1). That is, if the correction current Ia is set in proportion to the complementary current Is, the load of the voltage source V2, that is, the output voltage can be made constant regardless of whether the surface emitting laser LD is on or off.

分流比αを一定としたが、面発光レーザLDを流れる電流が小さいときは指数関数が含まれているため、分流比αを定数とみなすことができない。このような時には、outpの電位と電圧源V2の電位の差から、終端抵抗R4に流れる電流を算出し、この電流とIsのミラー相補電流Is’との差電流を補正電流Iaとして設定することもできる。この時は、面発光レーザLDが指数関数領域で動作しても、電圧源V2の負荷が変動することはない。   Although the shunt ratio α is constant, when the current flowing through the surface emitting laser LD is small, an exponential function is included, and therefore the shunt ratio α cannot be regarded as a constant. In such a case, the current flowing through the termination resistor R4 is calculated from the difference between the potential of outp and the potential of the voltage source V2, and the difference current between this current and the mirror complementary current Is ′ of Is is set as the correction current Ia. You can also. At this time, even if the surface emitting laser LD operates in the exponential function region, the load of the voltage source V2 does not fluctuate.

つぎに、図3に示す面発光レーザ駆動装置について説明する。ここで、スイッチSWl〜3は、連動して切り替えられる。図3では、面発光レーザLDがオンのときのスイッチSW1〜3の状態を示している。   Next, the surface emitting laser driving device shown in FIG. 3 will be described. Here, the switches SW1 to SW3 are switched in conjunction with each other. FIG. 3 shows the state of the switches SW1 to SW3 when the surface emitting laser LD is on.

面発光レーザLDをオフにするときは、スイッチSW3をオンにする。オペアンプA1は、抵抗R5の端子電圧が終端抵抗R4の端子電圧に等しくなるように、抵抗R5に接続された電流源Ilddに制御電圧を与える。   When the surface emitting laser LD is turned off, the switch SW3 is turned on. The operational amplifier A1 supplies a control voltage to the current source Ildd connected to the resistor R5 so that the terminal voltage of the resistor R5 is equal to the terminal voltage of the termination resistor R4.

電流源Ildd’は、電流源Ilddとカレントミラーを構成する。そして、電流源Ildd’は、相補電流源Is’のソース相補電流Is’から、抵抗R4の端子電圧に比例した電流を差し引く動作する。したがって、電流源Ilddと電流源Ildd’のゲインと、抵抗R5の抵抗値を調整することによって、電流源Ildd’は終端抵抗R4に流れる電流に対応する電流をシンクする。この結果、抵抗R1には、相補電流Is’のうち面発光レーザLDに流れる電流に対応した電流が流れ込む。   The current source Ildd 'forms a current mirror with the current source Ildd. The current source Ildd 'operates to subtract a current proportional to the terminal voltage of the resistor R4 from the source complementary current Is' of the complementary current source Is'. Accordingly, by adjusting the gains of the current source Ildd and current source Ildd 'and the resistance value of the resistor R5, the current source Ildd' sinks a current corresponding to the current flowing through the termination resistor R4. As a result, a current corresponding to the current flowing through the surface emitting laser LD out of the complementary current Is ′ flows into the resistor R1.

相補電流Isからこの補正電流Iaを引くと、相補電流Isのうち面発光レーザLDをオンしたときに当該面発光レーザLDに流れていた分が差し引かれ、終端抵抗R4に流れていた分だけが抵抗R2に流れる。この結果、抵抗R2を流れる電流は、面発光レーザLDのV−I特性が非線形領域にあり、面発光レーザLDがオン/オフであっても、常に一定になる。したがって、負荷変動により電圧源V2の出力が変動するのを防止することができる。   When the correction current Ia is subtracted from the complementary current Is, the amount of the complementary current Is that has flowed to the surface emitting laser LD when the surface emitting laser LD is turned on is subtracted, and only the amount that has flowed to the termination resistor R4. It flows to the resistor R2. As a result, the current flowing through the resistor R2 is always constant even if the surface emitting laser LD is on / off because the VI characteristic of the surface emitting laser LD is in a non-linear region. Therefore, it is possible to prevent the output of the voltage source V2 from fluctuating due to load fluctuations.

(2)電流駆動型
電流駆動型の面発光レーザ駆動装置は、図4に示すように、面発光レーザLDに対して常時バイアス電流Ibを流すバイアス電流源Ibと、面発光レーザLDを点灯させるスイッチSWと、スイッチSWを介して面発光レーザLDに電流を供給する相補電流源Isと、補償を行うためのパルス発生部VPとを備えている。
(2) Current Drive Type As shown in FIG. 4, the current drive type surface emitting laser driving device turns on the surface emitting laser LD and the bias current source Ib that constantly supplies the bias current Ib to the surface emitting laser LD. A switch SW, a complementary current source Is for supplying a current to the surface emitting laser LD via the switch SW, and a pulse generator VP for performing compensation are provided.

各回路から面発光レーザLDまでの配線には一般的に寄生容量Cstが存在し、この寄生容量Cstが波形なまりの原因になっている。パルス発生部VPは、スイッチSWのオン/オフに同期して、パルス信号Vpulseを発生し、これをスピードアップコンデンサCsを介して、微分電流をレーザLDに供給する。これにより、寄生容量Cstによる立ち上がりのなまりを補償している。   A parasitic capacitance Cst generally exists in the wiring from each circuit to the surface emitting laser LD, and this parasitic capacitance Cst causes a waveform rounding. The pulse generator VP generates a pulse signal Vpulse in synchronization with the on / off of the switch SW, and supplies this to the laser LD through the speed-up capacitor Cs. This compensates for the rising edge due to the parasitic capacitance Cst.

補償量を最適化しなければ、図5に示すように、オーバーシュートやアンダーシュートが生じる。立ち上がった時の電圧振幅は、パルス信号Vpulseの電圧×容量Csと寄生容量Cstとの分圧比で決まり、Vpulse×Cs/(Cs+Cst)である。   Unless the compensation amount is optimized, overshoot and undershoot occur as shown in FIG. The voltage amplitude at the time of rising is determined by the voltage ratio of the voltage of the pulse signal Vpulse × capacitance Cs and the parasitic capacitance Cst, and is Vpulse × Cs / (Cs + Cst).

定常状態で面発光レーザLDがオンの場合、面発光レーザLDの端子電圧は、図6に示すように、レーザの電圧−電流特性から定まる。面発光レーザLDにはバイアス電流Ibと相補電流Isが流れ、面発光レーザLDの端子電圧は(Vb+Vs)になる。   When the surface emitting laser LD is on in a steady state, the terminal voltage of the surface emitting laser LD is determined from the voltage-current characteristics of the laser as shown in FIG. A bias current Ib and a complementary current Is flow through the surface emitting laser LD, and the terminal voltage of the surface emitting laser LD becomes (Vb + Vs).

面発光レーザLDがオフの場合、面発光レーザLDにはバイアス電流Ibのみが流れ、このときの面発光レーザLDの端子電圧はVbとなる。したがって、補償条件は、立ち上がり時の電圧振幅と定常状態でのレーザオンとレーザオフとでの電位差が等しいことから、以下の式を満たすことである。   When the surface emitting laser LD is off, only the bias current Ib flows through the surface emitting laser LD, and the terminal voltage of the surface emitting laser LD at this time is Vb. Accordingly, the compensation condition is that the voltage amplitude at the time of rising and the potential difference between the laser on and the laser off in the steady state are equal, and therefore the following equation is satisfied.

Vpulse×Cs/(Cs+Cst)=(Vb+Vs)−Vb=Vs
補償条件である上記式を満たすためには、Vpulseを制御したり、その他定常状態の電位を制御するのが好ましい。
Vpulse × Cs / (Cs + Cst) = (Vb + Vs) −Vb = Vs
In order to satisfy the above equation, which is a compensation condition, it is preferable to control Vpulse or other steady-state potential.

Vpulseの制御は、パルス信号のhighレベルを変えればよく、回路上容易に実現でき、また補正による弊害もない。なお、面発光レーザLD個々の補償回路を設けると、Vpulse用の出力インピーダンスの低い電圧源が必要となるので、この方式は全部の面発光レーザLDの一括制御に向く。その他の定常状態の電位の制御(Vsの制御)は、APCによって(Vb+Vs)が決まってしまうので、Vbを制御すればよい。バイアス電流をレーザ毎に制御するのは容易なので実用的であるが、バイアスを下げすぎると弊害が生じるので、チャンネルch毎の微調整に向く。   The Vpulse control can be realized easily on the circuit by changing the high level of the pulse signal, and there is no adverse effect due to the correction. If a compensation circuit for each surface emitting laser LD is provided, a voltage source having a low output impedance for Vpulse is required, so this method is suitable for collective control of all the surface emitting lasers LD. In other steady state potential control (Vs control), (Vb + Vs) is determined by APC, so Vb may be controlled. It is practical because it is easy to control the bias current for each laser. However, if the bias is lowered too much, it causes a harmful effect and is suitable for fine adjustment for each channel ch.

図7(A)は、Vpulseで補償量を制御した場合を示す図である。制御を行う前はオーバーシュートが生じている。調整後、定常状態における面発光レーザLDがオンのときの端子電圧とオフのときの端子電圧は変化せず、オーバーシュートがなくなっている。また、図7(B)はバイアス電流Ibで補償量を制御した場合を示す図である。制御を行う前はオーバーシュートが生じている。バイアス電流Ibで調整した場合、面発光レーザLDがオフのときの端子電圧が下がり、これによりオーバーシュートが無くなる。   FIG. 7A is a diagram illustrating a case where the compensation amount is controlled by Vpulse. There is an overshoot before control. After the adjustment, the terminal voltage when the surface emitting laser LD in the steady state is on and the terminal voltage when the surface emitting laser LD is off do not change, and there is no overshoot. FIG. 7B is a diagram showing a case where the compensation amount is controlled by the bias current Ib. There is an overshoot before control. When adjusted with the bias current Ib, the terminal voltage when the surface-emitting laser LD is off is lowered, thereby eliminating the overshoot.

(Vpulse制御)
このようなオーバーシュートを除去すべく、面発光レーザ駆動装置は、図8に示すように、アンプA1,A2と、バイアス電流源Ibと、相補電流源Isと、を備えている。
(Vpulse control)
In order to eliminate such overshoot, the surface emitting laser driving device includes amplifiers A1 and A2, a bias current source Ib, and a complementary current source Is as shown in FIG.

バイアス電流源Ibは、可変電圧源Vbからの制御電圧に従ってバイアス電流Ibを出力し、このバイアス電流Ibを面発光レーザLDのアノード側に供給する。相補電流源Isは、可変電圧源Vsにより制御電圧が設定され、相補電流IsをスイッチSW3に供給する。スイッチSW3は、端子aを選択しているときは相補電流Isを面発光レーザLDに供給し、端子bを選択しているときは相補電流Isを外部に出力する。   The bias current source Ib outputs a bias current Ib according to the control voltage from the variable voltage source Vb, and supplies this bias current Ib to the anode side of the surface emitting laser LD. The complementary current source Is has a control voltage set by the variable voltage source Vs and supplies the complementary current Is to the switch SW3. The switch SW3 supplies the complementary current Is to the surface emitting laser LD when the terminal a is selected, and outputs the complementary current Is to the outside when the terminal b is selected.

アンプA1の一方の入力端子は、スイッチSW1を介して、面発光レーザLDのアノード側に接続されている。なお、コンデンサC5の一端はアンプA1とスイッチSW1の間に接続され、その他端は接地されている。アンプA1の他方の入力端子は、面発光レーザLDのアノード側に接続されている。   One input terminal of the amplifier A1 is connected to the anode side of the surface emitting laser LD via the switch SW1. One end of the capacitor C5 is connected between the amplifier A1 and the switch SW1, and the other end is grounded. The other input terminal of the amplifier A1 is connected to the anode side of the surface emitting laser LD.

アンプA2の一方の入力端子は、アンプA1の出力端子に接続されている。アンプA2の他方の入力端子は、このアンプA2の出力端子に接続されている。さらに、アンプA2の出力端子は、コンデンサC2の一端に接続されている。コンデンサC2の他端は接地されている。さらに、コンデンサC2の一端はスイッチSW2の端子aに接続され、その他端はスイッチSW2の端子bに接続されている。スイッチSW2は、端子a又は端子bからのパルス信号Vpulseを、コンデンサC1を介して、面発光レーザLDのアノード側に供給する。   One input terminal of the amplifier A2 is connected to the output terminal of the amplifier A1. The other input terminal of the amplifier A2 is connected to the output terminal of the amplifier A2. Further, the output terminal of the amplifier A2 is connected to one end of the capacitor C2. The other end of the capacitor C2 is grounded. Furthermore, one end of the capacitor C2 is connected to the terminal a of the switch SW2, and the other end is connected to the terminal b of the switch SW2. The switch SW2 supplies the pulse signal Vpulse from the terminal a or the terminal b to the anode side of the surface emitting laser LD via the capacitor C1.

以上のような構成の面発光レーザ駆動装置では、図9(A)に示す時刻t2において、スイッチSW1をオンにする。これにより、コンデンサC5は、面発光レーザLDの端子電圧V2をホールドする。なお、スイッチSW2,SW3は、それぞれ端子を選択している。 The surface emitting laser driving apparatus configured as described above, to turn fraud and mitigating risk switch SW1 at the time t 2 shown in FIG. 9 (A). As a result, the capacitor C5 holds the terminal voltage V2 of the surface emitting laser LD. Note that the switches SW2 and SW3 select the terminal a .

スイッチSW2、SW3を端子aに切り替え、面発光レーザLDの端子電圧が立ち上がった直後の時刻t1からt2において、アンプA1は、時刻tl〜t2までの電圧が電圧V2に一致するように、パルス信号Vpulseの電位(C2の電圧)に対して負帰還制御を行う。 At time t1 to t2 immediately after the switches SW2 and SW3 are switched to the terminal a and the terminal voltage of the surface emitting laser LD rises, the amplifier A1 outputs a pulse signal so that the voltage from time tl to t2 matches the voltage V2. Negative feedback control is performed on the potential of Vpulse (voltage of C2).

電圧V1が電圧V2に一致した後、スイッチSW2を端子bに切り替える。これにより、コンデンサC2は、その時の電圧をホールドし、Vpulse電圧を自動的に設定する。当然一個のパルスで制御が完了するわけではないので、このような調整を連続してパルス信号Vpulseを収束させる。   After the voltage V1 matches the voltage V2, the switch SW2 is switched to the terminal b. As a result, the capacitor C2 holds the voltage at that time and automatically sets the Vpulse voltage. Of course, the control is not completed with one pulse, so that the pulse signal Vpulse is converged continuously by such adjustment.

以上のように、面発光レーザ駆動装置は、バイアス電流Ibや相補電流Isが変わって面発光レーザLDのパワーが変わっても、コンデンサC2にパルス信号Vpulseの電圧を自動的に設定することができるので、常に最適な状態になるように補償することができる。   As described above, the surface emitting laser driving device can automatically set the voltage of the pulse signal Vpulse to the capacitor C2 even if the bias current Ib and the complementary current Is change to change the power of the surface emitting laser LD. Therefore, it can compensate so that it may always be in an optimal state.

(バイアス制御)
バイアス制御を行う面発光レーザ駆動装置は、図10に示すように、常時バイアス電流Ibを出力するバイアス電流源Ibと、相補電流源Isと、アンプA1,A2と、を備えている。
(Bias control)
As shown in FIG. 10, the surface emitting laser driving device that performs bias control includes a bias current source Ib that constantly outputs a bias current Ib, a complementary current source Is, and amplifiers A1 and A2.

バイアス電流源Ibは、アンプA1からの制御電圧に従ってバイアス電流Ibを出力し、このバイアス電流Ibを面発光レーザLDのアノード側に供給する。相補電流源Isは、可変電圧源Vsにより制御電圧が設定され、相補電流IsをスイッチSW4に供給する。スイッチSW4は、端子aを選択しているときは相補電流Isを面発光レーザLDに供給し、端子bを選択しているときは相補電流Isを外部に出力する。   The bias current source Ib outputs a bias current Ib according to the control voltage from the amplifier A1, and supplies the bias current Ib to the anode side of the surface emitting laser LD. The complementary current source Is has a control voltage set by the variable voltage source Vs and supplies the complementary current Is to the switch SW4. The switch SW4 supplies the complementary current Is to the surface emitting laser LD when the terminal a is selected, and outputs the complementary current Is to the outside when the terminal b is selected.

アンプA2の一方の入力端子は、定電圧源Vpulseに接続されている。その他方の入力端子は、アンプA2の出力端子に接続されている。さらに、アンプA2の出力端子は、コンデンサC3の一端に接続されている。なお、コンデンサC3の他端は接地されている。さらに、コンデンサC3の一端はスイッチSW3の端子aに接続され、その他端はスイッチSW3の端子bに接続されている。スイッチSW3は、端子a又は端子bからのパルス信号を、コンデンサC2を介して、面発光レーザLDのアノード側に供給する。   One input terminal of the amplifier A2 is connected to the constant voltage source Vpulse. The other input terminal is connected to the output terminal of the amplifier A2. Further, the output terminal of the amplifier A2 is connected to one end of the capacitor C3. Note that the other end of the capacitor C3 is grounded. Furthermore, one end of the capacitor C3 is connected to the terminal a of the switch SW3, and the other end is connected to the terminal b of the switch SW3. The switch SW3 supplies the pulse signal from the terminal a or the terminal b to the anode side of the surface emitting laser LD via the capacitor C2.

アンプA1の一方の入力端子は、面発光レーザLDのアノード側に接続されている。その他方の入力端子は、スイッチSW1を介して、面発光レーザLDのアノード側に接続されている。なお、アンプA1の他方の入力端子とスイッチSW1との間には、コンデンサC1が接続されている。コンデンサC1の他方側は、接地されている。   One input terminal of the amplifier A1 is connected to the anode side of the surface emitting laser LD. The other input terminal is connected to the anode side of the surface emitting laser LD through the switch SW1. A capacitor C1 is connected between the other input terminal of the amplifier A1 and the switch SW1. The other side of the capacitor C1 is grounded.

以上のように構成された面発光レーザ駆動装置では、図9(B)に示す時刻t2において、スイッチSW1をオンにして、電位V2をコンデンサC1にホールドしておく。なお、スイッチSW3,SW4は、それぞれ端子を選択している。 In the surface emitting laser driving device configured as described above, at time t2 shown in FIG. 9B, the switch SW1 is turned on and the potential V2 is held in the capacitor C1. Note that the switches SW3 and SW4 select the terminal a .

つぎに、スイッチSW2、SW3を端子aに切り替えると、パルス信号Vpulseが立ち上がる。アンプA1は、その時の面発光レーザLDの電圧が、ホールドした電圧V2に一致するように、負帰還制御を行う。ここで、定電圧源Vpulseは固定した電圧を出力するので、面発光レーザLDがオフのときに面発光レーザLDの端子電圧が制御されると、補償が最適化される。 Next, when the switches SW2 and SW3 are switched to the terminal a, the pulse signal Vpulse rises. The amplifier A1 performs negative feedback control so that the voltage of the surface emitting laser LD at that time coincides with the held voltage V2. Here, since the constant voltage source Vpulse outputs a fixed voltage, the compensation is optimized if the terminal voltage of the surface emitting laser LD is controlled when the surface emitting laser LD is off.

この面発光レーザ駆動装置は、出力インピーダンスが低い定電圧電源を必要としないので、IC化してチャンネル毎に設けることができる。このため、面発光レーザLDを個別に微調整をするのに好適である。   Since this surface emitting laser driving device does not require a constant voltage power source with low output impedance, it can be integrated into an IC and provided for each channel. Therefore, it is suitable for fine adjustment of the surface emitting laser LD individually.

これらの面発光レーザ駆動装置は、面発光レーザLDの端子電圧の波形形状から補償量を決めるものである。しかし、面発光レーザLDの内部抵抗が小さい場合、面発光レーザLDがオン/オフしてもその端子電圧の変化が小さく、制御が困難である場合もある。また、温度変動など別の要因によって面発光レーザLDの端子電圧だけでは再現性が不足する場合もある。このような場合、面発光レーザLDの光量モニタ信号で制御することも可能である。   These surface emitting laser driving devices determine the compensation amount from the waveform shape of the terminal voltage of the surface emitting laser LD. However, when the internal resistance of the surface-emitting laser LD is small, even if the surface-emitting laser LD is turned on / off, the change in the terminal voltage is small and it may be difficult to control. Further, reproducibility may be insufficient with only the terminal voltage of the surface emitting laser LD due to other factors such as temperature fluctuation. In such a case, it is also possible to control with the light amount monitor signal of the surface emitting laser LD.

(光量を用いたVpulse制御)
このような面発光レーザ駆動装置は、図11に示すように構成されている。具体的には、上記面発光レーザ駆動装置は、面発光レーザLDにバイアス電流Ibを供給するバイアス電流源Ibと、相補電流源Is、アンプA1,A2,A3と、面発光レーザLDの光量を検出するためのフォトダイオードPDと、を備えている。
(Vpulse control using light intensity)
Such a surface emitting laser driving apparatus is configured as shown in FIG. Specifically, the surface-emitting laser driving device uses a bias current source Ib that supplies a bias current Ib to the surface-emitting laser LD, a complementary current source Is, amplifiers A1, A2, and A3, and light amounts of the surface-emitting laser LD. And a photodiode PD for detection.

バイアス電流源Ibは、可変電圧源BIASREFからの制御電圧に従ってバイアス電流Ibを出力し、このバイアス電流Ibを面発光レーザLDのアノード側に供給する。相補電流源Isは、スイッチSW1を介してアンプA1からの制御電圧に従って相補電流Isを出力し、スイッチSW4に供給する。スイッチSW4は、端子aを選択しているときは相補電流Isを面発光レーザLDに供給し、端子bを選択しているときは相補電流Isを外部に出力する。   The bias current source Ib outputs a bias current Ib according to the control voltage from the variable voltage source BIASREF, and supplies the bias current Ib to the anode side of the surface emitting laser LD. The complementary current source Is outputs the complementary current Is through the switch SW1 according to the control voltage from the amplifier A1, and supplies it to the switch SW4. The switch SW4 supplies the complementary current Is to the surface emitting laser LD when the terminal a is selected, and outputs the complementary current Is to the outside when the terminal b is selected.

フォトダイオードPDのカソード側には電圧Vccが印加されている。フォトダイオードPDのアノード側は、並列に接続された抵抗Rpd及びコンデンサCstに接続されている。   A voltage Vcc is applied to the cathode side of the photodiode PD. The anode side of the photodiode PD is connected to a resistor Rpd and a capacitor Cst connected in parallel.

アンプA1の一方の入力端子は、フォトダイオードPDのアノード側に接続されている。アンプA1の他方の入力端子は、APCの基準電圧V_APCREFを出力する電圧源APCREFに接続されている。アンプA1は、フォトダイオードPDで検出された電圧が基準電圧V_APCREFになるように、相補電流源Isの制御電圧を設定する。なお、アンプA3の2つの入力端子も同様に接続されている。アンプA2の一方の入力端子は、スイッチSW2を介して、アンプA3の出力端子に接続されている。その他、アンプA2、コンデンサC2、スイッチSW3の接続関係は、図8とほぼ同様である。但し、スイッチSW3は、コンデンサCsを介して、面発光レーザLDのアノード側に接続されている。なお、図11では、1チャンネルchのみ示しているが、他のチャンネルchについても同様に構成されている。   One input terminal of the amplifier A1 is connected to the anode side of the photodiode PD. The other input terminal of the amplifier A1 is connected to a voltage source APCREF that outputs the APC reference voltage V_APCREF. The amplifier A1 sets the control voltage of the complementary current source Is so that the voltage detected by the photodiode PD becomes the reference voltage V_APCREF. The two input terminals of the amplifier A3 are similarly connected. One input terminal of the amplifier A2 is connected to the output terminal of the amplifier A3 via the switch SW2. In addition, the connection relationship of the amplifier A2, the capacitor C2, and the switch SW3 is substantially the same as that in FIG. However, the switch SW3 is connected to the anode side of the surface emitting laser LD via the capacitor Cs. In FIG. 11, only one channel ch is shown, but the other channel ch is configured similarly.

ところで、Vpulseの調整がうまくいっておらず、図12(A)に示すように、過補償の状態にある場合、面発光レーザLDの平均光量は1個のレーザを連続点灯して自動光量制御したときのモニタ光量の基準電圧V_APCREFにオーバーシュート分が加算され、モニタされた光量は大きくなる。図12(B)に示すように、補償量が不足している場合、アンダーシュートになり、面発光レーザLDの光量は電圧V_APCREFよりも低くなる。   By the way, if the adjustment of Vpulse is not successful and as shown in FIG. 12 (A), the average light quantity of the surface emitting laser LD is automatically turned on by continuously lighting one laser when overcompensated. The amount of overshoot is added to the reference voltage V_APCREF of the monitor light amount at the time, and the monitored light amount increases. As shown in FIG. 12B, when the compensation amount is insufficient, undershoot occurs, and the amount of light of the surface emitting laser LD becomes lower than the voltage V_APCREF.

そこで、この面発光レーザ駆動装置においては、複数の面発光レーザLDを交互に点灯させ、常に一個だけ発光させるようにする。アンプA3は、フォトダイオードPDによって検出された電圧が電圧V_APCREFになるように、アンプA2の出力、すなわちVpulseを制御する。そして、フォトダイオードPDによって検出された電圧がV_APCREFに一致すると、最適な状態で補償が行われる。   Therefore, in this surface emitting laser driving apparatus, a plurality of surface emitting lasers LD are alternately turned on to always emit only one light. The amplifier A3 controls the output of the amplifier A2, that is, Vpulse so that the voltage detected by the photodiode PD becomes the voltage V_APCREF. When the voltage detected by the photodiode PD matches V_APCREF, compensation is performed in an optimum state.

(光量を用いたバイアス制御)
光量を用いてバイアス制御を行う面発光レーザ駆動装置は、図13に示すように構成される。なお、図11と同じ構成の部分があるので、その箇所の説明は省略する。
(Bias control using light intensity)
A surface-emitting laser driving device that performs bias control using the amount of light is configured as shown in FIG. In addition, since there exists a part of the same structure as FIG. 11, description of the location is abbreviate | omitted.

アンプA2は、一方の入力端子が補償電圧源REFに接続され、他方の入力端子が出力端子に接続されているので、所定のVpulseを出力する。アンプA3は、固定値である電圧V_APCREFとフォトダイオードPDで検出された電圧を比較し、これらが一致するように、スイッチSW2を介して、制御電圧をバイアス電流源Ibに供給する。図13は、チャンネルch1のみ示しているが、他のチャンネルchについても同様に構成されている。さらに、過補償と補償不足を示した状態は、図12と同様である。   Since the amplifier A2 has one input terminal connected to the compensation voltage source REF and the other input terminal connected to the output terminal, the amplifier A2 outputs a predetermined Vpulse. The amplifier A3 compares the voltage V_APCREF, which is a fixed value, with the voltage detected by the photodiode PD, and supplies a control voltage to the bias current source Ib via the switch SW2 so that they match. FIG. 13 shows only the channel ch1, but the other channels ch are similarly configured. Furthermore, the state showing overcompensation and undercompensation is the same as in FIG.

このように構成された面発光レーザ駆動装置では、面発光レーザLDのスイッチングの周波数をオペアンプA1,A2,A3とフォトダイオードPDの出力が応答しない程度に上げることによって、リップル成分を平均化し、制御精度を高くすることができる。またチャンネルch間の補償量ばらつきが少ない場合には、面発光レーザLDをチャンネルch毎に順番に点灯していけば、一括して補償量を制御することができる。   In the surface emitting laser driving apparatus configured in this way, the ripple component is averaged and controlled by increasing the switching frequency of the surface emitting laser LD to such an extent that the outputs of the operational amplifiers A1, A2, A3 and the photodiode PD do not respond. The accuracy can be increased. Further, when there is little variation in the compensation amount between the channel channels, the compensation amount can be controlled collectively by turning on the surface emitting laser LD in turn for each channel channel.

(Vpulseによる個別制御)
図11及び図13に示した面発光レーザ駆動装置は、複数の面発光レーザLDに対して一括して制御するのに好適であり、個々の面発光レーザLDの補償量を最適化することはできない。以下、個々の面発光レーザLDの補償量を最適化することについて説明する。
(Individual control by Vpulse)
The surface-emitting laser driving device shown in FIGS. 11 and 13 is suitable for collectively controlling a plurality of surface-emitting lasers LD, and optimizing the compensation amount of each surface-emitting laser LD. Can not. Hereinafter, optimization of the compensation amount of each surface emitting laser LD will be described.

Vpulseで面発光レーザLDを個別に制御する面発光レーザ駆動装置は、図14に示すように構成されている。なお、アンプA3の入力端子の接続関係を除いて、図11と同様の構成である。   The surface emitting laser driving apparatus that individually controls the surface emitting laser LD with Vpulse is configured as shown in FIG. The configuration is the same as in FIG. 11 except for the connection relationship of the input terminal of the amplifier A3.

アンプA3の一方の入力端子は、図11と同様に、フォトダイオードPDのアノード側に接続されている。アンプA3の他方の入力端子には、電圧V_APCREFが抵抗R1及び抵抗R2によって分圧された電圧、すなわち[R2/(R1+R2)]V_APCREFが入力される。   One input terminal of the amplifier A3 is connected to the anode side of the photodiode PD as in FIG. A voltage obtained by dividing the voltage V_APCREF by the resistors R1 and R2, that is, [R2 / (R1 + R2)] V_APCREF is input to the other input terminal of the amplifier A3.

以上のように構成された面発光レーザ駆動装置では、1個の面発光レーザLDを、図15に示すようにパルス点灯させる。このとき、フォトダイオードPDの負荷抵抗Rpdに並列に寄生容量Cstがあり、さらに面発光レーザLDの点灯周波数が高ければ、フォトダイオードPDは平均化された光量モニタ信号である電圧を出力する。   In the surface emitting laser driving apparatus configured as described above, one surface emitting laser LD is pulse-lit as shown in FIG. At this time, if there is a parasitic capacitance Cst in parallel with the load resistor Rpd of the photodiode PD and the lighting frequency of the surface emitting laser LD is high, the photodiode PD outputs a voltage that is an averaged light amount monitor signal.

アンプA3は、この出力電圧と、自動光量制御での基準電圧V_APCREFを抵抗R1及び抵抗R2で分圧した電圧とを比較し、Vpulseを負帰還制御する。ここで、基準電圧V_APCREFの分圧比は、面発光レーザLDのパルス点灯のDutyで決めるのが好ましい。例えば、フォトダイオードPDがDuty50%で点灯する場合、電圧V_APCREFの半分がオペアンプA3の入力電圧になるように、抵抗R1及び抵抗R2を決定する。これにより、Vpulseが最適になったときに、光量モニタ信号がV_APCREF/2の電圧に一致する。   The amplifier A3 compares this output voltage with the voltage obtained by dividing the reference voltage V_APCREF in the automatic light quantity control by the resistors R1 and R2, and performs negative feedback control on Vpulse. Here, the voltage division ratio of the reference voltage V_APCREF is preferably determined by the duty of pulse lighting of the surface emitting laser LD. For example, when the photodiode PD is turned on with a duty of 50%, the resistors R1 and R2 are determined so that half of the voltage V_APCREF becomes the input voltage of the operational amplifier A3. As a result, when Vpulse is optimized, the light amount monitor signal matches the voltage of V_APCREF / 2.

(バイアス電流による個別制御)
同様にしてバイアス電流で個々の面発光レーザLDを制御する面発光レーザ駆動装置は、図16に示すように構成されている。なお、過補償と補償不足の場合波形図は、図15と同様である。
(Individual control by bias current)
Similarly, a surface emitting laser driving apparatus that controls each surface emitting laser LD with a bias current is configured as shown in FIG. In the case of overcompensation and insufficient compensation, the waveform diagram is the same as FIG.

図16に示すアンプA3は、フォトダイオードPDによって検出された電圧と、自動光量制御での基準電圧V_APCREFを抵抗R1及び抵抗R2で分圧した電圧とを比較し、バイアス電流源Ibの制御電圧を設定する。ここで、分圧比は、上述した説明と同様に、面発光レーザLDのパルス点灯のDutyで決めるのが好ましい。   The amplifier A3 shown in FIG. 16 compares the voltage detected by the photodiode PD with the voltage obtained by dividing the reference voltage V_APCREF in the automatic light quantity control by the resistor R1 and the resistor R2, and determines the control voltage of the bias current source Ib. Set. Here, the voltage division ratio is preferably determined by the pulse lighting duty of the surface emitting laser LD, as in the above description.

(オープンループ制御)
上述した各面発光レーザ駆動装置は、精度の高い負帰還制御を行うものである。シングルモードの面発光レーザは、内部抵抗が高く電圧−電流特性が線形の特徴がある。そこで、この特徴を利用すると、オープンループ制御でもある程度の補償量を制御することができる。
(Open loop control)
Each of the surface emitting laser driving devices described above performs highly accurate negative feedback control. A single mode surface emitting laser has a high internal resistance and a linear voltage-current characteristic. Therefore, by utilizing this feature, a certain amount of compensation can be controlled even in open loop control.

例えば図17に示す面発光レーザ駆動装置は、相補電流Isを参照して補償量Vpulseを制御する。   For example, the surface emitting laser driving device shown in FIG. 17 controls the compensation amount Vpulse with reference to the complementary current Is.

前提として、バイアス電流源Ibには、面発光レーザLDが順バイアスされ急激に電流が増加し始めるときのバイアス電流Ibが設定されている。バイアス電流Ibに相補電流Isを重畳すると、相補電流Isの増加に対応して、面発光レーザLDの端子電圧も比例して上昇する。このとき、相補電流源Isのカレントミラー回路で生成した電流は抵抗VR1に供給され、抵抗VR1には相補電流Isに比例する端子電圧が発生する。アンプA2は、抵抗VR1の端子電圧を用いてVpulseを制御する。したがって、バイアス電流Ibに重畳した相補電流Isは、電圧振幅に比例する。これにより、抵抗VR1の値を適切に選択することによって、面発光レーザLDの光量に応じて適切な補正を行うことができる。   As a premise, the bias current source Ib is set with a bias current Ib when the surface emitting laser LD is forward-biased and the current starts to increase rapidly. When the complementary current Is is superimposed on the bias current Ib, the terminal voltage of the surface emitting laser LD also increases in proportion to the increase in the complementary current Is. At this time, the current generated by the current mirror circuit of the complementary current source Is is supplied to the resistor VR1, and a terminal voltage proportional to the complementary current Is is generated in the resistor VR1. The amplifier A2 controls Vpulse using the terminal voltage of the resistor VR1. Therefore, the complementary current Is superimposed on the bias current Ib is proportional to the voltage amplitude. Accordingly, appropriate correction can be performed in accordance with the light amount of the surface emitting laser LD by appropriately selecting the value of the resistor VR1.

バィアス電流Ibは、面発光レーザLDが順バイアスされる電流に設定されている。面発光レーザLDが前述したように順バイアスされたあとは、電圧−電流特性は線形性になる。この結果、例えば相補電流Isを半分にすると、例えば図18に示すように、面発光レーザLDの端子電圧の振幅も半分になる。したがって、フィードバックを行わずに補償量を常に最適な状態にすることができる。   The bias current Ib is set to a current at which the surface emitting laser LD is forward-biased. After the surface emitting laser LD is forward-biased as described above, the voltage-current characteristic becomes linear. As a result, for example, when the complementary current Is is halved, as shown in FIG. 18, for example, the amplitude of the terminal voltage of the surface emitting laser LD is also halved. Therefore, the compensation amount can always be in an optimum state without performing feedback.

以上の説明で共通しているのは、パルス信号Vpulseの発生に双投のアナログスイッチを使った点である。CMOSプロセスを用いれば、このスイッチを相補電流源の電流スイッチSW4と同一構成、同一信号とすることができる。このためバイポーラを使った場合に比べて、回路構成が異なるために生じる遅延による波形歪みを抑制することができる。   What is common in the above description is that a double-throw analog switch is used to generate the pulse signal Vpulse. If a CMOS process is used, this switch can have the same configuration and the same signal as the current switch SW4 of the complementary current source. For this reason, compared with the case where bipolar is used, waveform distortion due to delay caused by a different circuit configuration can be suppressed.

(3)自動光量制御
つぎに、最初のレーザの収束時間を短くし、さらにチャンネルchを切り替えるときに生じる比較器の出力変動を抑制する自動光量制御について説明する。
(3) Automatic light quantity control Next, automatic light quantity control that shortens the convergence time of the first laser and further suppresses output fluctuation of the comparator that occurs when the channel ch is switched will be described.

このような自動光量制御を行う面発光レーザ駆動装置は、図19に示すように、n個の面発光レーザLD1〜LDnと、これらにそれぞれ電流を供給するn個の相補電流源Is1〜Isnと、各相補電流源Is1〜Isnに供給する制御電圧を設定するオペアンプOP1と、各面発光レーザLD1〜LDnの光量を検出するフォトダイオードPDと、オペアンプOP2とを備えている。   As shown in FIG. 19, the surface emitting laser driving apparatus that performs such automatic light quantity control includes n surface emitting lasers LD1 to LDn, and n complementary current sources Is1 to Isn that supply currents to the lasers. , An operational amplifier OP1 for setting a control voltage to be supplied to each of the complementary current sources Is1 to Isn, a photodiode PD for detecting the light quantity of each of the surface emitting lasers LD1 to LDn, and an operational amplifier OP2.

各相補電流源Is1〜Isnの入力側は、電源電圧5Vに接続されている。各相補電流源Is1〜Isnの出力側は、スイッチS1〜Snを介して、面発光レーザLD1〜LDnのアノード側に接続されている。面発光レーザLD1〜LDnのカソード側は、それぞれ接地されている。   The input sides of the complementary current sources Is1 to Isn are connected to the power supply voltage 5V. The output side of each complementary current source Is1 to Isn is connected to the anode side of the surface emitting lasers LD1 to LDn via the switches S1 to Sn. The cathode sides of the surface emitting lasers LD1 to LDn are grounded.

オペアンプOP1の出力側は、スイッチSW1〜SWnにそれぞれ接続されている。各スイッチSW1〜SWnは、それぞれアンプA1〜Anを介して、相補電流源Is1〜Isnに制御電圧を供給する。オペアンプOP1の非反転入力端子は、定電圧源Vrefに接続されている。オペアンプOP1の反転入力端子は、コンデンサC2を介してオペアンプOP1の出力端子に接続され、またスイッチSWAPC1を介して増幅器AZにも接続されている。   The output side of the operational amplifier OP1 is connected to the switches SW1 to SWn. The switches SW1 to SWn supply control voltages to the complementary current sources Is1 to Isn through the amplifiers A1 to An, respectively. The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the constant voltage source Vref. The inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1 through the capacitor C2, and is also connected to the amplifier AZ through the switch SWAPC1.

フォトダイオードPDのカソード側には、電源電圧5Vが印加されている。フォトダイオードPDのアノード側は、抵抗Rを介して接地され、また増幅器AZ及びスイッチSWAPC1を介してオペアンプOP1の反転入力端子に接続され、さらにスイッチSWAPC2にも接続されている。   A power supply voltage of 5 V is applied to the cathode side of the photodiode PD. The anode side of the photodiode PD is grounded via a resistor R, is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 via the amplifier AZ and the switch SWAPC1, and is further connected to the switch SWAPC2.

スイッチSWAPC2の端子aは、オペアンプOP2の出力端子及び反転入力端子に接続されている。スイッチSWAPCの端子bは、オペアンプOPの非反転入力端子に接続されている。なお、コンデンサC1の一端はオペアンプOP2の非反転入力端子に接続され、その他端は接地されている。   The terminal a of the switch SWAPC2 is connected to the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP2. The terminal b of the switch SWAPC is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP. Note that one end of the capacitor C1 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP2, and the other end is grounded.

以上のように構成された面発光レーザ駆動装置では、自動光量制御時において、スイッチSWAPC1をオンにし、スイッチSWAPC2を端子bに切り替える。   In the surface emitting laser driving apparatus configured as described above, the switch SWAPC1 is turned on and the switch SWAPC2 is switched to the terminal b during automatic light quantity control.

このとき、オペアンプOP1は、増幅器AZから出力されたモニタ電圧と、基準電圧Vrefの誤差を比較検出する。この時、負帰還ループに挿入されたコンデンサC1は、オペアンプOP1の出力端子と反転入力端子の差の電圧で充電される。同時にコンデンサC2は、抵抗Rの端子電圧、すなわち電流−電圧変換されたフォトダイオードPDの出力電圧によって充電される。   At this time, the operational amplifier OP1 compares and detects an error between the monitor voltage output from the amplifier AZ and the reference voltage Vref. At this time, the capacitor C1 inserted in the negative feedback loop is charged with a voltage difference between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. At the same time, the capacitor C2 is charged by the terminal voltage of the resistor R, that is, the output voltage of the photodiode PD subjected to current-voltage conversion.

自動光量制御終了時において、スイッチSWAPC1をハイインピーダンス状態、すなわちオフにし、コンデンサC1の充電電圧を自動光量制御時の値に固定する。これにより、スイッチSWAPC1が再びオンになって次の自動光量制御が開始されるまで、オペアンプOP1の反転入力端子と出力端子の電圧が保持される。   At the end of the automatic light amount control, the switch SWAPC1 is in a high impedance state, that is, turned off, and the charging voltage of the capacitor C1 is fixed to the value at the time of automatic light amount control. Thereby, the voltage of the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier OP1 is held until the switch SWAPC1 is turned on again and the next automatic light quantity control is started.

同時に、スイッチSWAPC2を端子aに切り替える。コンデンサC2は、自動光量制御終了時にフォトダイオードPDから出力された電圧で充電される。オペアンプOP1は、バッファの機能を有するので、コンデンサC1に充電されている電圧と等しい電圧を出力する。これにより、自動光量制御終了時のフォトダイオードPDの出力電圧が次の自動光量制御開始まで保持される。   At the same time, the switch SWAPC2 is switched to the terminal a. The capacitor C2 is charged with the voltage output from the photodiode PD at the end of automatic light quantity control. Since the operational amplifier OP1 has a buffer function, it outputs a voltage equal to the voltage charged in the capacitor C1. As a result, the output voltage of the photodiode PD at the end of the automatic light amount control is held until the next automatic light amount control is started.

以上のように、この面発光レーザ駆動装置は、自動光量制御が終了しても、その制御終了時のオペアンプOP1の出力電圧、すなわち相補電流源Is1〜Isnの制御電圧を保持し、さらに、その制御終了時のフォトダイオードPDの出力電圧を保持することができる。これにより、次の自動光量制御開始には、これらの保持した電圧を用いて制御することができるので、立ち上がりの開始を早くして収束時間を短くすることができる。   As described above, even when the automatic light amount control is finished, this surface emitting laser driving device holds the output voltage of the operational amplifier OP1 at the end of the control, that is, the control voltage of the complementary current sources Is1 to Isn. The output voltage of the photodiode PD at the end of control can be held. As a result, the next automatic light amount control start can be controlled using these held voltages, so that the start of rising can be accelerated and the convergence time can be shortened.

また、この面発光レーザ駆動装置は、各チャンネルchを切り替えて各面発光レーザLD1〜LDnの光量を制御するときに、オペアンプOP1の出力変動を抑制することもできる。   In addition, this surface emitting laser driving device can also suppress fluctuations in the output of the operational amplifier OP1 when the channel ch is switched to control the light quantity of each of the surface emitting lasers LD1 to LDn.

図20は、スイッチSW1〜SWnを連続的に切り替えて自動光量制御を行った時の収束性の結果を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは、前回の自動光量制御終了時にホールドしたオペアンプOP1の出力値と今回の収束値にずれがある場合に、光量制御を行うことによって収束値に収束していく様子を示している。   FIG. 20 is a timing chart showing the result of convergence when automatic light quantity control is performed by continuously switching the switches SW1 to SWn. This timing chart shows how the output value of the operational amplifier OP1 held at the end of the previous automatic light amount control and the current convergence value are shifted to the convergence value by performing the light amount control.

タイミングチャートの上段から、フォトダイオードPDに入射する光出力、オペアンプOP1の出力、チャンネル切り替えを行うスイッチSW1,SW2・・・SWnのオン/オフ、面発光レーザLD1,LD2,…LDnのオン/オフ、APCCONTのオン/オフを示している。なお、APCCONTは、いずれかのチャンネルchで自動光量制御を行っている時はオンになる。   From the upper part of the timing chart, the optical output incident on the photodiode PD, the output of the operational amplifier OP1, the switches SW1, SW2... SWn for switching the channel, on / off of the surface emitting lasers LD1, LD2,. , APCCONT is turned on / off. APCCONT is turned on when automatic light quantity control is performed in any channel ch.

自動光量制御では、時刻T1からチャンネルch1の制御を開始し、その後チャンネルch_nまでチャンネル切り替えを連続的に行い、これと同期して自動光量制御を行うための面発光レーザLD1〜LDnの点灯および消灯を行う。   In automatic light quantity control, channel ch1 control is started from time T1, and then channel switching is continuously performed until channel ch_n, and the surface emitting lasers LD1 to LDn are turned on and off to perform automatic light quantity control in synchronization therewith. I do.

チャンネルchの切り替えを間断なく連続的に行った場合の収束時間は、1チャンネルchずつ別個に自動光量制御を行った場合の収束の総時間に比べて、はるかに短い。また、この場合、あたかも同一チャンネルchを連続的に自動光量制御をしているのと同様に減衰しながら、目標の光出力へ収束していく。   The convergence time when the channel ch is continuously switched without interruption is much shorter than the total convergence time when the automatic light amount control is performed separately for each channel ch. Further, in this case, the light beam converges to the target light output while being attenuated as if the same channel ch is continuously controlled with automatic light quantity control.

前述した自動光量制御が終了した時点でのオペアンプOP1とフォトダイオードPDの出力をホールドし、次回の自動光量制御の初期値とする方式と併用して繰り返し自動光量制御を行うと、たとえ1チャンネル当たりの収束時間が短くとも全チャンネルで目標の光量を得ることが出来る。しかし、時間ずれが大きくなるとスイッチ切り替えにずれが生じている期間に、オペアンプOP1に入力されるモニタ電圧値が基準値Vrefとずれ,オペアンプOP1の出力が大きく変動する。このため、面発光レーザLD毎の自動光量制御収束値にばらつきを生じ、これを収束させるためには収束時間を長く取らなければならなくなる。   When the automatic light quantity control is repeatedly performed in combination with the method of holding the output of the operational amplifier OP1 and the photodiode PD at the time when the automatic light quantity control described above is completed and using it as the initial value of the next automatic light quantity control, even if it is per channel Even if the convergence time is short, the target light intensity can be obtained in all channels. However, when the time lag becomes large, the monitor voltage value input to the operational amplifier OP1 deviates from the reference value Vref during a period in which the switch change occurs, and the output of the operational amplifier OP1 varies greatly. For this reason, variation occurs in the automatic light amount control convergence value for each surface emitting laser LD, and in order to converge this, it is necessary to take a long convergence time.

さらに、図21に示すタイミングチャートによると、光量制御のあとに変調期間を設けても、変調期間の間受光器出力と比段器出力とをホールドしておき、次の自動光量制御を前回の自動光量制御での最終電圧から開始することによって、変調期間なしに連続的に光量制御を行ったごとく目標光量に収束させることができる。   Further, according to the timing chart shown in FIG. 21, even if a modulation period is provided after the light quantity control, the receiver output and the ratio stage output are held during the modulation period, and the next automatic light quantity control is performed the previous time. By starting from the final voltage in the automatic light amount control, it is possible to converge to the target light amount as if the light amount control was continuously performed without the modulation period.

例えば時刻T1fにおいて、全チャンネルchで1回目の自動光量制御が終了しているが、まだオペアンプOP1の出力は収束していない。しかし、次の自動光量制御開始時(時刻T2s)において、前回終了時の時刻T1sの出力から光量制御が始まるので、連続的に光量制御を行っているのと同様に収束していく。この操作を繰り返すことでTnsでは自動光量制御が収束し、目標の光出力が得られる。   For example, at time T1f, the first automatic light amount control is completed for all channels ch, but the output of the operational amplifier OP1 has not yet converged. However, at the start of the next automatic light quantity control (time T2s), the light quantity control starts from the output at the time T1s at the end of the previous time, and therefore converges in the same manner as the continuous light quantity control. By repeating this operation, the automatic light quantity control converges at Tns, and a target light output is obtained.

このように間欠的に自動光量制御を行った場合でも、あたかも1つの面発光レーザLDで長時間連続的に自動光量制御を行った場合と同様に収束させることができ、自動光量制御の精度を向上させることが可能である。   Even when automatic light quantity control is intermittently performed in this way, it can be converged as if automatic light quantity control is performed continuously for a long time with one surface emitting laser LD, and the accuracy of automatic light quantity control is improved. It is possible to improve.

1回の自動光量制御が短くても、間欠的にこれを繰り返すと光量が目標値に収束する。したがって、レーザゼログラフィーのように光量制御のために連続的に光量時制御を行うと、感光体を露光させてしまいトナーの無駄や感光体の劣化につながる場合であっても、間欠的に自動光量制御を行えるので、感光体への不要な露光を防ぐことができる。特にトナーのクリーニングを省略したゼログラフィーの場合に有効である。またマルチレーザの場合、1チャンネル当たりの自動光量制御の時間が短いが、毎スキャンの光量制御を行うことができる。したがって、スキャン毎のレーザの特性変動がわずかであれば、毎スキャンの光量制御で十分に特性変動を補正することが可能である。   Even if one automatic light quantity control is short, if this is repeated intermittently, the light quantity converges to the target value. Therefore, if the light intensity control is continuously performed for light intensity control as in laser xerography, even if the photoconductor is exposed to light and waste of toner or deterioration of the photoconductor occurs, it is automatically performed intermittently. Since the amount of light can be controlled, unnecessary exposure to the photoreceptor can be prevented. This is particularly effective in the case of xerography where toner cleaning is omitted. In the case of a multi-laser, although the time for automatic light amount control per channel is short, the light amount control for each scan can be performed. Therefore, if the laser characteristic variation is small for each scan, it is possible to sufficiently correct the characteristic variation by controlling the amount of light for each scan.

2.マルチレーザの構成
以下、共通電源を使用した定電圧駆動型、ダイオードを使った定電圧駆動型、定電流駆動型についてそれぞれ説明する。
2. Configuration of Multilaser Hereinafter, a constant voltage driving type using a common power source, a constant voltage driving type using a diode, and a constant current driving type will be described.

(1)共通電源を用いた定電圧駆動型
定電圧駆動型の面発光用レーザ駆動装置は、図22に示すように、36チャンネルで構成され、各チャンネルchの終端抵抗R_1〜R_36に共通する電源である電圧源B5を備え、面発光レーザLD_1〜LD_36のオン/オフにかかわらず電圧源B5に流れ込む電流を一定にしたものである。
(1) Constant Voltage Drive Type Using a Common Power Supply The constant voltage drive type surface emitting laser drive device is composed of 36 channels as shown in FIG. 22, and is common to the termination resistors R_1 to R_36 of each channel ch. A voltage source B5 as a power source is provided, and a current flowing into the voltage source B5 is made constant regardless of whether the surface emitting lasers LD_1 to LD_36 are turned on or off.

上記面発光レーザ駆動装置は、面発光レーザLD等からなる発光部10と、電流源Is,Is’,Ic等からなる電流供給部20と、比較器A2,A3等からなる設定部30と、電圧源B5,B6からなる電源部40と、フォトダイオードPDやアンプA5,A6等からなる受光部50とで構成されている。なお、発光部10及び電流供給部20は、チャンネルch毎に設けられている。   The surface emitting laser driving device includes a light emitting unit 10 composed of a surface emitting laser LD, a current supply unit 20 composed of current sources Is, Is ′, Ic, etc., a setting unit 30 composed of comparators A2, A3, etc. The power source unit 40 includes voltage sources B5 and B6, and the light receiving unit 50 includes photodiodes PD, amplifiers A5 and A6, and the like. The light emitting unit 10 and the current supply unit 20 are provided for each channel ch.

(発光部10及び電流供給部20の構成)
各チャンネルchはそれぞれ同一に構成されている。ここでは、チャンネルch1を例に挙げて説明する。
(Configuration of the light emitting unit 10 and the current supply unit 20)
Each channel ch is configured identically. Here, channel ch1 will be described as an example.

チャンネルch1は、入力側に所定の電圧が印加されている相補電流源Is,Is’と、出力側が接地されている電流源Icと、スイッチSWsh,SWs,SWcと、相補電流源Isの制御電圧をホールドするためのコンデンサCswとを備えている。   The channel ch1 includes complementary current sources Is, Is ′ to which a predetermined voltage is applied on the input side, current sources Ic to which the output side is grounded, switches SWsh, SWs, SWc, and control voltages for the complementary current sources Is. And a capacitor Csw for holding the signal.

相補電流源Isの出力側は、スイッチSWsに接続されている。スイッチSWsは、相補電流源Isからの相補電流Isを端子a又は端子bを介して出力する。なお、スイッチSWsは、図23に示すものと同一であり、例えばPMOS差動構成の電流スイッチからなる。スイッチSWsの端子aは、面発光レーザLD_1のアノードに接続され、さらに終端抵抗R_1を介して電圧源B5の出力端子にも接続されている。スイッチSWsの端子bは、終端抵抗R4に接続され、また電圧源B5の出力端子にも接続されている。   The output side of the complementary current source Is is connected to the switch SWs. The switch SWs outputs the complementary current Is from the complementary current source Is via the terminal a or the terminal b. The switch SWs is the same as that shown in FIG. 23, and is composed of a current switch having a PMOS differential configuration, for example. The terminal a of the switch SWs is connected to the anode of the surface emitting laser LD_1, and further connected to the output terminal of the voltage source B5 via the termination resistor R_1. The terminal b of the switch SWs is connected to the termination resistor R4, and is also connected to the output terminal of the voltage source B5.

スイッチSWcは、端子a又は端子bからの電流を電流源Icに供給する。なお、電流源Icの出力側は接地されている。ここで、スイッチSWcの端子aは、他のチャンネルchに備えられたスイッチSWcの端子aに接続すると共に、電圧源B6の出力側にも接続している。スイッチSWcの端子bは、スイッチSWsの端子bに接続されている。   The switch SWc supplies the current from the terminal a or the terminal b to the current source Ic. The output side of the current source Ic is grounded. Here, the terminal a of the switch SWc is connected to the terminal a of the switch SWc provided in the other channel ch, and is also connected to the output side of the voltage source B6. The terminal b of the switch SWc is connected to the terminal b of the switch SWs.

電流源Is’は、カレントミラー回路であり、相補電流源Isが出力する相補電流Isに比例した電流Is’を共通抵抗VR1に供給する。共通抵抗VR1の端子電圧は、電流源Icの制御電圧になる。   The current source Is ′ is a current mirror circuit, and supplies a current Is ′ proportional to the complementary current Is output from the complementary current source Is to the common resistor VR1. The terminal voltage of the common resistor VR1 becomes the control voltage of the current source Ic.

このような構成において、面発光レーザLD_1がオフの時は、スイッチSWs及びスイッチSWcはそれぞれ端子bを選択している。スイッチSWs及びスイッチSWcがそれぞれ端子aに切り替わると、相補電流IsはスイッチSWsを経由して終端抵抗R_1に供給され、その一部の電流がレーザLD_1に流れる。このとき電流Is’は、他のチャンネルの電流Is’と合計されて抵抗VR1に供給される。この結果、共通抵抗VR1の電圧降下が生じる。電圧降下時の共通抵抗VR1による電圧で、電流源Icが制御される。電流源Is’はスイッチに接続されてなく、電流源Icの制御電圧は連続的に印加されている。   In such a configuration, when the surface emitting laser LD_1 is off, the switch SWs and the switch SWc each select the terminal b. When the switch SWs and the switch SWc are respectively switched to the terminal a, the complementary current Is is supplied to the termination resistor R_1 via the switch SWs, and a part of the current flows to the laser LD_1. At this time, the current Is ′ is summed with the current Is ′ of the other channels and supplied to the resistor VR1. As a result, a voltage drop of the common resistor VR1 occurs. The current source Ic is controlled by the voltage generated by the common resistor VR1 when the voltage drops. The current source Is' is not connected to the switch, and the control voltage of the current source Ic is continuously applied.

ここで、共通抵抗VR1を適当な値に調整することによって、電流IcをレーザLD_1を流れる電流に対応させる。これにより、電流源Icが出力する電流Icは、相補電流Isの一定の割合にすることができる。   Here, the current Ic is made to correspond to the current flowing through the laser LD_1 by adjusting the common resistance VR1 to an appropriate value. Thereby, the current Ic output from the current source Ic can be set to a constant ratio of the complementary current Is.

面発光レーザLD_1をオフするときは、スイッチSWs及びスイッチSWcは、それぞれ端子bを選択する。相補電流源Isが出力した相補電流Isは、スイッチSWsを経由し、電流Icを差し引かれて共通の電圧源B5に供給される。電流Icは、前述したようにIsの―定割合に相当する電流である。したがって、差し引かれた後の電流(Is−Ic)は、面発光レーザLD_1がオンのときの終端抵抗R_1に流れていた電流に一致し、電圧源B5に供給される。したがって、面発光レーザLD_1がオン/オフのいずれであっても、電圧源B5に供給される電流を等しくすることができる。すなわち、電圧源B5の出力インピーダンスを一定にすることができる。   When the surface emitting laser LD_1 is turned off, the switch SWs and the switch SWc each select the terminal b. The complementary current Is output from the complementary current source Is is supplied to the common voltage source B5 through the switch SWs by subtracting the current Ic. As described above, the current Ic is a current corresponding to a constant ratio of Is. Therefore, the current (Is-Ic) after subtraction coincides with the current flowing through the termination resistor R_1 when the surface emitting laser LD_1 is on, and is supplied to the voltage source B5. Therefore, the current supplied to the voltage source B5 can be made equal regardless of whether the surface emitting laser LD_1 is on or off. That is, the output impedance of the voltage source B5 can be made constant.

(設定部30の構成)
つぎに、各チャンネルchで共通して使用される比較器A2及び比較器A3について説明する。
(Configuration of setting unit 30)
Next, the comparator A2 and the comparator A3 that are commonly used in each channel ch will be described.

比較器A3は、電圧源B5,B6の出力電位を設定するものである。コンデンサC3は、変調時に制御電圧をホールドし、次のAPCを先のAPCの最終電圧から開始させるためのものである。このため、コンデンサC3の一端は比較器A3の出力側に接続され、その他端は比較器A3の反転入力端子に接続されている。   The comparator A3 sets the output potential of the voltage sources B5 and B6. The capacitor C3 is for holding the control voltage during modulation and starting the next APC from the final voltage of the previous APC. Therefore, one end of the capacitor C3 is connected to the output side of the comparator A3, and the other end is connected to the inverting input terminal of the comparator A3.

抵抗R4の一端は、スイッチSW4の端子aに接続され、さらに電流源I1の入力側に接続されている。抵抗R4の他端は、スイッチSW4の端子bに接続され、さらに定電圧源Vrefの正極に接続されている。なお、スイッチSW4は、端子a又は端子bの電圧を比較器A3の非反転入力端子に供給する。   One end of the resistor R4 is connected to the terminal a of the switch SW4 and further connected to the input side of the current source I1. The other end of the resistor R4 is connected to the terminal b of the switch SW4 and further connected to the positive electrode of the constant voltage source Vref. The switch SW4 supplies the voltage at the terminal a or the terminal b to the non-inverting input terminal of the comparator A3.

例えばスイッチSW4が端子aを選択すると、比較器A3の非反転入力端子には、抵抗R4を介して定電圧源Vrefの電圧Vrefが印加される。この電圧Vrefは、自動光量制御時の目標値である。スイッチSW4が端子bを選択すると、比較器A3の非反転入力端子には、低電圧(=Vref−電流I1×抵抗R4)が印加される。   For example, when the switch SW4 selects the terminal a, the voltage Vref of the constant voltage source Vref is applied to the non-inverting input terminal of the comparator A3 via the resistor R4. This voltage Vref is a target value for automatic light quantity control. When the switch SW4 selects the terminal b, a low voltage (= Vref−current I1 × resistance R4) is applied to the non-inverting input terminal of the comparator A3.

比較器A3は、電圧源B5,B6の出力電圧を設定する。比較器A3の非反転入力端子は、上述したように、スイッチSW4に接続されている。比較器A3の反転入力端子は、スイッチSW2を介してアンプA5の出力端子に接続され、さらにコンデンサC3を介して比較器A3の出力端子にも接続されている。ここでは、電圧源B5,B6の出力電圧は、面発光レーザLD_1の発振閾値になるように設定される。そして、この発振閾値よりも電圧源B5,B6の出力電圧がやや低くなるようにすれば、レーザがオフの期間に発光するのを防止することができる。どれだけ低くするかは電流源I1に依存する。但し、小さくしすぎると発光を停止することができず、大きくしすぎると終端抵抗R_1に直列に接続された電圧源B5で消費電力を減らすことができない。   The comparator A3 sets the output voltage of the voltage sources B5 and B6. The non-inverting input terminal of the comparator A3 is connected to the switch SW4 as described above. The inverting input terminal of the comparator A3 is connected to the output terminal of the amplifier A5 via the switch SW2, and further connected to the output terminal of the comparator A3 via the capacitor C3. Here, the output voltages of the voltage sources B5 and B6 are set to be the oscillation threshold value of the surface emitting laser LD_1. If the output voltages of the voltage sources B5 and B6 are slightly lower than the oscillation threshold, it is possible to prevent the laser from emitting light during the off period. How much lower depends on the current source I1. However, if it is too small, light emission cannot be stopped, and if it is too large, power consumption cannot be reduced by the voltage source B5 connected in series to the termination resistor R_1.

比較器A2は、各チャンネルchの相補電流源Isの制御電圧を設定する。比較器A2の非反転入力端子は、定電圧源Vrefに接続されている。比較器A2の反転入力端子は、スイッチSW2を介してアンプA5の出力端子に接続されている。比較器A2は、比較器A3と同様に位相補償とホールド用とを兼ねたコンデンサC2とホールドのためのスイッチSW2に接続されている。詳しくは、コンデンサC2の一端は比較器A2の出力端子に接続され、その他端は比較器A2の反転入力端子に接続されている。   The comparator A2 sets the control voltage of the complementary current source Is of each channel ch. The non-inverting input terminal of the comparator A2 is connected to the constant voltage source Vref. The inverting input terminal of the comparator A2 is connected to the output terminal of the amplifier A5 via the switch SW2. Similarly to the comparator A3, the comparator A2 is connected to a capacitor C2 that serves both for phase compensation and holding and to a switch SW2 for holding. Specifically, one end of the capacitor C2 is connected to the output terminal of the comparator A2, and the other end is connected to the inverting input terminal of the comparator A2.

比較器A2,A3は、さらにリミッター電圧が入力されている。リミッター付き演算増幅器である比較器A2,A3は、例えば図24に示すCMOSで構成されている。   The limiter voltage is further input to the comparators A2 and A3. Comparators A2 and A3, which are operational amplifiers with limiters, are composed of, for example, a CMOS as shown in FIG.

ここで、面発光レーザLD_1は、電流を増加しても光量が減少する領域がある。そこで、面発光レーザLD_1の光量が減少し始める電圧よりも小さい電圧を設定するために、比較器A3にはリミッター電圧Vlimit2が設定されている。また上記と同様に、相補電流Isが増加しても、面発光レーザLD_1の光量が減少する領域がある。そこで、この領域に入らないように相補電流源Isの制御電圧を設定すべく、比較器A2にはリミッター電圧Vlimit1が設定されている。なお、定電圧源Vrefの電圧Vrefは、目標光量を得たときの受光器出力電圧である。   Here, the surface emitting laser LD_1 has a region in which the amount of light decreases even when the current is increased. Therefore, in order to set a voltage smaller than the voltage at which the light amount of the surface emitting laser LD_1 starts to decrease, the limiter voltage Vlimit2 is set in the comparator A3. Similarly to the above, there is a region where the light amount of the surface emitting laser LD_1 decreases even when the complementary current Is increases. Therefore, the limiter voltage Vlimit1 is set in the comparator A2 so as to set the control voltage of the complementary current source Is so as not to enter this region. The voltage Vref of the constant voltage source Vref is the light receiver output voltage when the target light quantity is obtained.

(電源部30の構成)
電圧源B5は、各チャンネルch共通の電圧源である。電圧源B5の出力端子は、終端抵抗R_1を介して面発光レーザLD_1のアノードに接続されている。他のチャンネルchでも同様に、電圧源B5の出力端子は、終端抵抗R_2〜R_36を介して、面発光レーザLD_2〜LD_36のアノードに接続されている。なお、各面発光レーザLD_1〜LD_36のカソードは、接地されている。
(Configuration of power supply unit 30)
The voltage source B5 is a voltage source common to each channel ch. The output terminal of the voltage source B5 is connected to the anode of the surface emitting laser LD_1 through the termination resistor R_1. Similarly, in the other channel ch, the output terminal of the voltage source B5 is connected to the anodes of the surface emitting lasers LD_2 to LD_36 via the terminating resistors R_2 to R_36. The cathodes of the surface emitting lasers LD_1 to LD_36 are grounded.

電圧源B6は、面発光レーザLD_1がオンの際(スイッチSWcが端子aを選択する際)に、各チャンネルchの補正電流Icを固定すべく、電流源Icに制御電圧を与える。これにより、スイッチSWcのスイッチングスピードが低下するのを防止している。   The voltage source B6 supplies a control voltage to the current source Ic to fix the correction current Ic of each channel ch when the surface emitting laser LD_1 is turned on (when the switch SWc selects the terminal a). This prevents the switching speed of the switch SWc from decreasing.

(受光部50の構成)
面発光レーザLD_1〜LD_36は、光学的に1個の受光器であるフォトダイオードPDに結合されている。フォトダイオードPDのカソード側には所定の電圧が印加されている。フォトダイオードPDのアノード側は、スイッチSW5を介して、抵抗R5又は抵抗R6に接続される。なお、抵抗R5及び抵抗R6の他端は接地されている。抵抗R5及び抵抗6は、以下の関係がある。
(Configuration of the light receiving unit 50)
The surface emitting lasers LD_1 to LD_36 are optically coupled to a photodiode PD which is one light receiver. A predetermined voltage is applied to the cathode side of the photodiode PD. The anode side of the photodiode PD is connected to the resistor R5 or the resistor R6 via the switch SW5. The other ends of the resistors R5 and R6 are grounded. The resistor R5 and the resistor 6 have the following relationship.

(抵抗R6の抵抗値)=(抵抗R5の抵抗値)×(ビーム数(=36))
1ビーム当たりの光量が等しい場合において、上記式によれば、1ビームを点灯して抵抗R6を接続したときのその端子電圧と、全ビームを点灯して抵抗R5を接続したときのその端子電圧とが、等しくなるようになっている。これにより、全ビームを点灯して低い抵抗R5で出力した場合の方が、受光器の時定数を1/ビーム数に減らすことができ、APCの収束時間を短くすることができる。特に、電源投入時など収束に時間が必要な場合に有効である。
(Resistance value of resistor R6) = (resistance value of resistor R5) × (number of beams (= 36))
When the amount of light per beam is equal, according to the above formula, the terminal voltage when one beam is turned on and the resistor R6 is connected, and the terminal voltage when all the beams are turned on and the resistor R5 is connected. Are equal to each other. As a result, when all the beams are turned on and output with a low resistance R5, the time constant of the light receiver can be reduced to 1 / number of beams, and the convergence time of APC can be shortened. This is particularly effective when time is required for convergence, such as when power is turned on.

スイッチSW6は、抵抗R5又は抵抗R6の端子電圧をアンプA5の非反転入力端子に供給し、さらにその端子電圧をスイッチSW7にも供給する。アンプA5の反転入力端子は、抵抗R7を介して接地され、さらに抵抗R8を介してアンプA5の出力端子に接続されている。したがって、アンプA5は、非反転入力端子に入力される電圧を増幅し、出力端子を介して出力する。   The switch SW6 supplies the terminal voltage of the resistor R5 or the resistor R6 to the non-inverting input terminal of the amplifier A5, and further supplies the terminal voltage to the switch SW7. The inverting input terminal of the amplifier A5 is grounded via the resistor R7, and further connected to the output terminal of the amplifier A5 via the resistor R8. Therefore, the amplifier A5 amplifies the voltage input to the non-inverting input terminal and outputs it via the output terminal.

スイッチSW7は、端子a又は端子bを選択する。スイッチSW7の端子aは、アンプA6の非反転入力端子に接続され、さらにコンデンサC6を介して接地されている。スイッチSW7の端子bは、アンプA6の反転入力端子及び出力端子に接続されている。   The switch SW7 selects the terminal a or the terminal b. The terminal a of the switch SW7 is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier A6, and is further grounded via the capacitor C6. The terminal b of the switch SW7 is connected to the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier A6.

アンプA6、コンデンサC6、スイッチSW7は、抵抗R5又は抵抗R6の端子電圧をホールドする機能を有する。自動光量制御時において、スイッチSW7は、端子aを選択してコンデンサC6側に接続する。そして、抵抗R5又は抵抗R6の端子電圧は、コンデンサC6に供給される。自動光量制御が終了すると、スイッチSW7は、端子bを選択しアンプA6の出力端子に接続する。そして、APCの最終電圧、すなわちコンデンサC6の電圧は、アンプA6の出力端子から出力され、アンプA5の非反転入力端子に供給される。すなわち、抵抗R5又は抵抗R6の端子電圧がホールドされる。   The amplifier A6, the capacitor C6, and the switch SW7 have a function of holding the terminal voltage of the resistor R5 or the resistor R6. During the automatic light amount control, the switch SW7 selects the terminal a and connects it to the capacitor C6 side. Then, the terminal voltage of the resistor R5 or the resistor R6 is supplied to the capacitor C6. When the automatic light quantity control ends, the switch SW7 selects the terminal b and connects it to the output terminal of the amplifier A6. Then, the final voltage of APC, that is, the voltage of the capacitor C6 is output from the output terminal of the amplifier A6 and supplied to the non-inverting input terminal of the amplifier A5. That is, the terminal voltage of the resistor R5 or the resistor R6 is held.

(全体動作)
これらの動作をタイムチャート図25及び図26を用いて説明する。なお、図22に示す各双投スイッチSWの状態はレーザオフの状態であり、各双投スイッチが切り替わるとレーザオンになる。これは以降の説明でも同様である。
(Overall operation)
These operations will be described with reference to time charts of FIGS. 25 and 26. Note that each double-throw switch SW shown in FIG. 22 is in a laser-off state, and the laser is turned on when each double-throw switch is switched. This is the same in the following description.

電源投入後、最初に電圧源B5,B6の出力電位を調節すべく、比較器A3の出力を設定する。具体的には、スイッチSW3をオンにし、SW4を端子bに切り替え、全面発光レーザLD_1〜LD_36を点灯させる。そして、アンプA5の出力が基準電圧Vrefに等しくなるよう自動光量制御を行う。このとき、スイッチSWc及びスイッチSWsは、上記図22に示すように、共に端子bを選択している。   After the power is turned on, the output of the comparator A3 is first set to adjust the output potential of the voltage sources B5 and B6. Specifically, the switch SW3 is turned on, the SW4 is switched to the terminal b, and the full surface emission lasers LD_1 to LD_36 are turned on. Then, automatic light quantity control is performed so that the output of the amplifier A5 becomes equal to the reference voltage Vref. At this time, the switch SWc and the switch SWs both select the terminal b as shown in FIG.

各面発光レーザLD_1〜LD_36は、各終端抵抗R_1〜R_36を介して電流が供給されて点灯する。そして、自動光量制御を行い、電圧源B5,B6の出力電位を設定する。   Each of the surface emitting lasers LD_1 to LD_36 is turned on when a current is supplied through each of the terminating resistors R_1 to R_36. Then, automatic light quantity control is performed to set the output potential of the voltage sources B5 and B6.

ここで、1ビーム当たりのパワーは電圧Vrefのビーム数分の1となる。したがって、ビーム数が多ければ、電圧源B5,B6はレーザの発振閾値電圧にほぼ等しい値に設定される。しかし、このままでは感光体が露光し、かぶりが生じる。そこで、さらにスイッチSW4を端子aに切り替え、コンデンサC3の電圧をホールドする。これにより、比較器A3の非反転入力端子の電位を、抵抗R4に電流I1を流した電圧ドロップ分下げて、電圧源B5,B6の最終電圧にしている。   Here, the power per beam is a fraction of the number of beams of the voltage Vref. Therefore, if the number of beams is large, the voltage sources B5 and B6 are set to a value substantially equal to the laser oscillation threshold voltage. However, in this state, the photosensitive member is exposed and fogging occurs. Therefore, the switch SW4 is further switched to the terminal a to hold the voltage of the capacitor C3. As a result, the potential at the non-inverting input terminal of the comparator A3 is lowered by the voltage drop that causes the current I1 to flow through the resistor R4 to obtain the final voltage of the voltage sources B5 and B6.

すなわち、光量制御終了時には、図22に示す時刻T1−の時点でスイッチSW3をオフに切り替え、比較器A3の出力端子と反転入力端子間の電圧をホールドする。また、スイッチSW7を端子bに切り替え、出力をホールドする。   That is, at the end of the light amount control, the switch SW3 is turned off at time T1- shown in FIG. 22, and the voltage between the output terminal and the inverting input terminal of the comparator A3 is held. Further, the switch SW7 is switched to the terminal b to hold the output.

その後、時刻T1で、スイッチSW4を端子bに切り替える。比較器A3の出力、すなわち電圧源B5,B6の出力電圧を、前述したように自動光量制御終了時よりやや低めに設定する。これにより、面発光レーザLD_1は発光しなくなり、かつ消費電力を低減することができる。   Thereafter, at time T1, the switch SW4 is switched to the terminal b. The output of the comparator A3, that is, the output voltage of the voltage sources B5 and B6 is set slightly lower than that at the end of the automatic light amount control as described above. Thereby, the surface emitting laser LD_1 does not emit light, and power consumption can be reduced.

(相補電流Isの平均値設定)
つぎに、各面発光レーザLD_1〜LD_36に流れる相補電流Isの平均値を設定するため、全面発光レーザLD_1〜LD_36が点灯しているときに自動光量制御を行う。
(Average value setting of complementary current Is)
Next, in order to set the average value of the complementary currents Is flowing through the surface emitting lasers LD_1 to LD_36, automatic light quantity control is performed when the entire surface emitting lasers LD_1 to LD_36 are turned on.

時刻T1+において、スイッチSW5及びスイッチSW6を抵抗R5側に切り替える。これにより、時定数を短くして、収束時間を短縮する。さらに、スイッチSW2をオンにし、スイッチSW7を端子a側に切り替え、比較器A2を使用して負帰還制御を行う。   At time T1 +, the switches SW5 and SW6 are switched to the resistor R5 side. This shortens the time constant and shortens the convergence time. Further, the switch SW2 is turned on, the switch SW7 is switched to the terminal a side, and negative feedback control is performed using the comparator A2.

同時に、時刻T1+において、全チャンネルchのスイッチSWs及びスイッチSWcをそれぞれ端子aに切り替え、面発光レーザLD_1〜LD_36を点灯させ、さらに全チャンネルchのスイッチSWchをオンにして、コンデンサCswを充電可能にして、自動光量制御を行う。   At the same time, at time T1 +, the switches SWs and SWc of all channel channels are switched to the terminal a, the surface emitting lasers LD_1 to LD_36 are turned on, and the switches SWch of all channel channels are turned on so that the capacitor Csw can be charged. Automatic light quantity control.

自動光量制御が収束した後、時刻T2−において、全チャンネルchのスイッチSWchを同時にオフし、各チャンネルchの相補電流源Isの制御電圧をサンプルホールドして相補電流Isの平均値を設定する。   After the automatic light amount control has converged, at time T2-, the switches SWch of all channel channels are turned off simultaneously, and the control voltage of the complementary current source Is of each channel channel is sampled and held to set the average value of the complementary currents Is.

また、スイッチSW2をオフにし、スイッチSW7を端子bに切り替える。これにより、比較器A2の出力とアンプA6の出力を次の光量制御までホールドする。また、チャンネルch2〜ch36のスイッチSWsを端子bに切り替えて、チャンネルch1以外の面発光レーザLD_2〜LD_36を消灯させる。   Further, the switch SW2 is turned off, and the switch SW7 is switched to the terminal b. Thereby, the output of the comparator A2 and the output of the amplifier A6 are held until the next light amount control. Further, the switches SWs of the channels ch2 to ch36 are switched to the terminal b, and the surface emitting lasers LD_2 to LD_36 other than the channel ch1 are turned off.

電源投入直後の最初の自動光量制御では、受光器出力や比較器出力が収束値から大きくずれ収束時間が長くなる。この場合、前述したように収束の時定数が短くなるように抵抗R5を選択して、全面発光レーザLD_1〜LD_36を点灯させ、相補電流Isの平均を設定することによって、収束時間を短縮することができる。   In the first automatic light amount control immediately after the power is turned on, the light receiver output and the comparator output greatly deviate from the convergence value, and the convergence time becomes longer. In this case, the convergence time is shortened by selecting the resistor R5 so that the convergence time constant is shortened as described above, turning on the entire surface emitting lasers LD_1 to LD_36, and setting the average of the complementary currents Is. Can do.

つぎに、相補電流Isの平均値設定終了後の動作について説明する。   Next, the operation after the completion of setting the average value of the complementary current Is will be described.

各面発光レーザLD_1〜LD_36は、概ね目標光量で発光しているが、特性のばらつき等によって、発光量にまだかなりのばらつきがある。そこで、1チャンネルずつ個別に自動光量制御を行い、目標の光量に近づける。また、変調動作と自動光量制御を繰り返す通常動作の期間(T9+〜T17)に比べて、この段階ではまだ発光量のばらつきが大きく収束に時間がかかる。したがって、1チャンネル毎の自動光量制御の時間も長めに設定する必要がある。なお、間歇自動光量制御でも最終値に収束させることができるため、感光体を露光させたくない場合には画像書込み時の光量制御タイミングでもよい。   Each of the surface emitting lasers LD_1 to LD_36 emits light with a target amount of light, but there is still considerable variation in the amount of emitted light due to variations in characteristics. Therefore, automatic light amount control is performed for each channel individually to bring it closer to the target light amount. Further, compared with the normal operation period (T9 + to T17) in which the modulation operation and the automatic light amount control are repeated, the variation in the light emission amount is still large at this stage and it takes time to converge. Therefore, it is necessary to set a longer time for the automatic light amount control for each channel. In addition, since it can be converged to the final value even by the intermittent automatic light amount control, the light amount control timing at the time of image writing may be used when it is not desired to expose the photosensitive member.

具体的な動作としては、時刻T2において、スイッチSW5及びスイッチSW6を共に抵抗R6側に切り替え、同時に、チャンネルch1のスイッチSWs及びスイッチSWcを共に端子aに切り替える。これにより、面発光レーザLD_1を、相補電流Isの平均値設定時から引き続いて点灯させる。   Specifically, at time T2, both the switch SW5 and the switch SW6 are switched to the resistor R6 side, and at the same time, both the switch SWs and the switch SWc of the channel ch1 are switched to the terminal a. Thereby, the surface emitting laser LD_1 is turned on continuously from the time of setting the average value of the complementary currents Is.

その後T2+において、スイッチSW2及びスイッチSWchをオンにし、スイッチSW7を端子aに切り替えて、チャンネルch1の自動光量制御を開始する。   Thereafter, at T2 +, the switch SW2 and the switch SWch are turned on, the switch SW7 is switched to the terminal a, and the automatic light quantity control of the channel ch1 is started.

ここで、チャンネルchの切り替えを行うタイミングについて、チャンネルch1からチャンネルch2に切り替える場合を例に挙げて説明する。   Here, the timing for switching the channel ch will be described by taking as an example the case of switching from the channel ch1 to the channel ch2.

チャンネルch1の自動光量制御終了後、時刻T3−において、最初にスイッチSWshをオフにし、相補電流源Isの制御電圧をサンプルホールドする。さらに、同じタイミングでスイッチSW2をオフにし、スイッチSW7を端子bに切り替えて、アンプA5の出力と比較器A2の出力をホールドする。   After the automatic light quantity control of the channel ch1 is completed, at time T3-, the switch SWsh is first turned off, and the control voltage of the complementary current source Is is sampled and held. Further, the switch SW2 is turned off at the same timing, the switch SW7 is switched to the terminal b, and the output of the amplifier A5 and the output of the comparator A2 are held.

時刻T3において、チャンネルch1のスイッチSWs及びSWcを端子bに切り替え、チャンネルch2のスイッチSWs及びSWcを端子aに切り替える。これにより、チャンネルch1の面発光レーザLD_1を消灯し、チャンネルch2の面発光レーザLD_2を点灯させる。   At time T3, the switches SWs and SWc of the channel ch1 are switched to the terminal b, and the switches SWs and SWc of the channel ch2 are switched to the terminal a. Thereby, the surface emitting laser LD_1 of the channel ch1 is turned off, and the surface emitting laser LD_2 of the channel ch2 is turned on.

このような消灯と点灯は、時間間隔が空いたり重なり合ったりせず、連続的に切り替わるのが好ましい。しかし、数十nsecのオーダで連続に切り替えを行えば、各全面発光レーザLD_1〜LD_36の収束光量に大きな誤差は生じない。   Such turn-off and turn-on are preferably switched continuously without a time interval or overlapping. However, if the switching is continuously performed on the order of several tens of nsec, a large error does not occur in the amount of convergent light of each of the full surface emission lasers LD_1 to LD_36.

時刻T3+において、チャンネルch2のスイッチSWchをオンにして、チャンネルch2の自動光量制御を開始する。このように、あるチャンネルchNでSWchがオンになり自動光量制御を行っている時は、N番目の面発光レーザLD_Nは必ず点灯するようにタイミングを設定する。   At time T3 +, the switch SWch of channel ch2 is turned on, and automatic light quantity control of channel ch2 is started. As described above, when the SWch is turned on in a certain channel chN and automatic light quantity control is performed, the timing is set so that the Nth surface emitting laser LD_N is always turned on.

また、消灯と点灯の切り替え動作を理想に連続に行うことができれば、チャンネルch間の切り替え期間中に、スイッチSW2をオンにしてスイッチSW7を端子aに設定したまま比較器A2及びアンプA5の出力をホールドせずに、順次各チャンネルの自動光量制御を続行することも可能である。   If the switching operation between turning off and lighting can be performed ideally continuously, the output of the comparator A2 and the amplifier A5 while the switch SW2 is turned on and the switch SW7 is set to the terminal a during the switching period between the channel channels. It is also possible to continue the automatic light quantity control of each channel sequentially without holding the.

以下、タイミングチャートでは省略されているが、チャンネルch1からチャンネルch36まで同様のタイミングでチャンネル切り替えを行い、面発光レーザLD_1から面発光レーザLD_36まで順次自動光量制御を行っていく。   Hereinafter, although omitted in the timing chart, channel switching is performed at the same timing from channel ch1 to channel ch36, and automatic light quantity control is sequentially performed from the surface emitting laser LD_1 to the surface emitting laser LD_36.

ここまでのタイミング(時刻T5−)では、比較器A3の出力設定、相補電流Isの平均値設定、チャンネルch1〜ch36までの出力設定を行っていた。さらに、変調動作に移行する前に、期間T5+〜T6−において、比較器A3の出力設定を、期間T6+〜T9でチャンネルch1〜ch36毎の出力を再度設定すべく、自動光量制御を行う。このように繰り返し行うことによって、自動光量制御の収束値の精度を向上させることができる。   At the timing so far (time T5-), the output setting of the comparator A3, the average value of the complementary current Is, and the output setting of the channels ch1 to ch36 have been performed. Further, before the shift to the modulation operation, automatic light quantity control is performed in the period T5 + to T6- in order to set the output of the comparator A3 again and the output for each of the channels ch1 to ch36 in the period T6 + to T9. By repeating in this way, the accuracy of the convergence value of automatic light quantity control can be improved.

しかし、すでに目標の設定値に近い収束値が得られているので、2回目の自動光量制御では1回目と比較して短時間で収束値が得られる。2回目の自動光量制御終了後、T9+の時点から変調動作に入る。その後、T10以降は各チャンネル毎の自動光量制御と変調動作を繰り返し光量を目標値に保持し回路駆動の動作を行えばよい。   However, since the convergence value close to the target setting value has already been obtained, the convergence value can be obtained in a shorter time in the second automatic light amount control than in the first time. After the second automatic light amount control is completed, the modulation operation is started from time T9 +. Thereafter, after T10, the automatic light amount control and the modulation operation for each channel are repeated, and the light amount is held at the target value and the circuit driving operation is performed.

(2)ダイオードを用いた定電圧駆動型
つぎに、ダイオードを使った電圧駆動型の面発光レーザ駆動装置について説明する。なお、図22に示した面発光レーザ駆動装置と重複する説明は省略する。
(2) Constant Voltage Drive Type Using Diode Next, a voltage drive type surface emitting laser drive device using a diode will be described. Note that the description overlapping with the surface emitting laser driving device shown in FIG. 22 is omitted.

上記面発光レーザ駆動装置は、図27に示すように、終端抵抗R_1〜R_36に2個のシリコンダイオードD1,D2を接続することによって消費電力を減らしている。この面発光レーザ駆動装置は、部品点数が多くなっているが、出力回路が独立しているため、共通電圧源の電圧変動によるクロストークが生じないメリットを有する。   As shown in FIG. 27, the surface emitting laser driving apparatus reduces power consumption by connecting two silicon diodes D1 and D2 to termination resistors R_1 to R_36. Although this surface emitting laser driving device has a large number of parts, since the output circuit is independent, there is an advantage that crosstalk due to voltage fluctuation of the common voltage source does not occur.

この面発光レーザ駆動装置は、図22に示した装置と比べると、電圧源B5がシリコンダイオードD1,D2の直列回路に置き換わり、さらに電流源Icがバイアス電流源Ibに置き換わっている。   In this surface emitting laser driving apparatus, as compared with the apparatus shown in FIG. 22, the voltage source B5 is replaced with a series circuit of silicon diodes D1 and D2, and the current source Ic is replaced with a bias current source Ib.

(装置構成)
各チャンネルchはそれぞれ同一に構成されており、ここでは、チャンネルch1を例に挙げて説明する。
(Device configuration)
Each channel ch is configured the same, and here, channel ch1 will be described as an example.

チャンネルch1は、入力側に所定の電圧が印加されているバイアス電流源Ib及び相補電流源Isと、相補電流源Isが出力する相補電流Isを端子a又は端子bから出力するスイッチSWsと、バイアス電流源Ibに供給される制御電圧のオン/オフを行うスイッチSWbと、相補電流源Isに供給される制御電圧のオン/オフを行うスイッチSWshとを備えている。   The channel ch1 includes a bias current source Ib and a complementary current source Is to which a predetermined voltage is applied on the input side, a switch SWs that outputs the complementary current Is output from the complementary current source Is from the terminal a or the terminal b, and a bias A switch SWb for turning on / off the control voltage supplied to the current source Ib and a switch SWsh for turning on / off the control voltage supplied to the complementary current source Is are provided.

終端抵抗R_1の一端は、面発光レーザLD_1のアノード側に接続されている。終端抵抗R_1の他端は、直列に接続されたシリコンダイオードD1_1,D2_1のアノード側に接続されている。なお、面発光レーザLD_1及びシリコンダイオードD2のカソード側は接地している。   One end of the termination resistor R_1 is connected to the anode side of the surface emitting laser LD_1. The other end of the termination resistor R_1 is connected to the anode side of the silicon diodes D1_1 and D2_1 connected in series. The surface emitting laser LD_1 and the cathode side of the silicon diode D2 are grounded.

バイアス電流源Ibは、面発光レーザLD_1のアノード側からバイアス電流源Ibを供給する。スイッチSWsは、端子aに切り替わっているときは、相補電流Isを面発光レーザLD_1及び終端抵抗R_1に供給する。なお、スイッチSWsは、端子bに切り替わっているときは、相補電流Isを、直列に接続されたシリコンダイオードD3_1,D4_1,D5_1に供給する。   The bias current source Ib supplies the bias current source Ib from the anode side of the surface emitting laser LD_1. When the switch SWs is switched to the terminal a, the switch SWs supplies the complementary current Is to the surface emitting laser LD_1 and the termination resistor R_1. When the switch SWs is switched to the terminal b, the switch SWs supplies the complementary current Is to the silicon diodes D3_1, D4_1, and D5_1 connected in series.

設定部30及び受光部50は、図22に示した面発光レーザ駆動装置と同様に構成されている。なお、比較器A2は、スイッチSWshを介し、相補電流源Isに制御電圧を供給する。比較器A3は、スイッチSWbを介してバイアス電流源Ibに制御電圧を供給し、バイアス電流Ibが面発光レーザLDの発振閾値近傍になるようにする。   The setting unit 30 and the light receiving unit 50 are configured similarly to the surface emitting laser driving apparatus shown in FIG. The comparator A2 supplies a control voltage to the complementary current source Is through the switch SWsh. The comparator A3 supplies a control voltage to the bias current source Ib via the switch SWb so that the bias current Ib is close to the oscillation threshold value of the surface emitting laser LD.

(全体動作)
以上のように構成された面発光レーザ駆動装置において、図22の場合と同様にして、スイッチSW4を端子bに切り替える。そして、面発光レーザLD_1がオフの期間に発光しないように、比較器A3の非反転入力端子には、スイッチSW4で決められた電位分下げた電圧が入力される。その電位が最終的に各チャンネルchのバイアス電流源Ibの制御電圧となる。
(Overall operation)
In the surface emitting laser driving apparatus configured as described above, the switch SW4 is switched to the terminal b in the same manner as in FIG. Then, a voltage reduced by the potential determined by the switch SW4 is input to the non-inverting input terminal of the comparator A3 so that the surface emitting laser LD_1 does not emit light during the off period. The potential finally becomes the control voltage of the bias current source Ib of each channel ch.

つぎに、動作をタイムチャート図28及び図29を用いて説明する。前述した図25及び図26のタイミングチャートとの違いは、図22に示した電圧源B5の出力設定の代わりに、図27に示すバイアス電流源Ibの設定を行うことである。バイアス電流源Ibの設定は、図28及び図29に示すように、期間T0〜T1、T5+〜T6−の期間で行う。   Next, the operation will be described with reference to time charts of FIGS. The difference from the timing charts of FIGS. 25 and 26 described above is that the bias current source Ib shown in FIG. 27 is set instead of the output setting of the voltage source B5 shown in FIG. As shown in FIGS. 28 and 29, the bias current source Ib is set in the periods T0 to T1 and T5 + to T6-.

最初に、電源投入後時刻T0において、スイッチSW3をオン、SW4を端子bに切り替え、同時に各チャンネルchのスイッチSWbをオンにする。比較器A3は、バイアス電流源Ibの制御電圧を設定する。   First, at time T0 after power-on, switch SW3 is turned on, SW4 is switched to terminal b, and at the same time, switch SWb for each channel ch is turned on. The comparator A3 sets the control voltage of the bias current source Ib.

時刻T1およびT1−において、これらのスイッチSWをオフにして、バイアス電流源Ibの制御電圧の設定を終了する。同様に、期間T5+〜T6−において、バイアス電流源Ibの制御電圧の設定を行う。各チャンネルchのスイッチSWbは、このタイミング以外はオフ状態である。そして、図22に示した電圧源B5の出力電位の設定の代わりに、バイアス電流源Ibの制御電圧を設定する以外、前述した図25及び図26のタイミングと同様にする。   At times T1 and T1-, these switches SW are turned off, and the setting of the control voltage of the bias current source Ib is completed. Similarly, the control voltage of the bias current source Ib is set in the period T5 + to T6-. The switch SWb of each channel ch is in an off state except for this timing. Then, instead of setting the output potential of the voltage source B5 shown in FIG. 22, the timing is the same as the timing of FIGS. 25 and 26 described above except that the control voltage of the bias current source Ib is set.

(3)定電流駆動型
つぎに、定電流駆動型の面発光レーザ駆動装置について説明する。この面発光レーザ駆動装置は、終端抵抗がないために無駄な電流が流れない特徴がある。しかし、シングルモードの面発光レーザは、内部抵抗が非常に大きいため定電流駆動では変調速度が上がらない。そこで、この面発光レーザ駆動装置は、図30に示すように、コンデンサCsb、面発光レーザLDのオン/オフに同期して駆動されるスイッチSWsu、微分電流(パルス信号Vpulse)を重畳するためのコンデンサCsu等による微分電流重畳回路を備えている。
(3) Constant Current Drive Type Next, a constant current drive type surface emitting laser drive device will be described. This surface-emitting laser driving device has a feature that wasteful current does not flow because there is no terminal resistance. However, since the single mode surface emitting laser has a very large internal resistance, the modulation speed cannot be increased by constant current driving. Therefore, as shown in FIG. 30, the surface emitting laser driving apparatus superimposes a capacitor Csb, a switch SWsu driven in synchronization with the on / off of the surface emitting laser LD, and a differential current (pulse signal Vpulse). A differential current superposition circuit using a capacitor Csu or the like is provided.

(装置構成)
具体的には、この面発光レーザ駆動装置は、発光部10と、電流供給部20と、設定部30と、受光部50とを備えている。なお、設定部30の一部と受光部50は、図22及び図27と同様に構成されており、異なる部分のみ説明する。
(Device configuration)
Specifically, the surface emitting laser driving device includes a light emitting unit 10, a current supply unit 20, a setting unit 30, and a light receiving unit 50. Note that a part of the setting unit 30 and the light receiving unit 50 are configured in the same manner as in FIGS. 22 and 27, and only different parts will be described.

電流供給部20は、入力側に所定の電圧が印加されているバイアス電流源Ib及び相補電流源Isと、スイッチSWb,SWsh,SWs,SWsuと、コンデンサCbi,Csw,Csb,Csuとを備えている。   The current supply unit 20 includes a bias current source Ib and a complementary current source Is to which a predetermined voltage is applied on the input side, switches SWb, SWsh, SWs, SWsu, and capacitors Cbi, Csw, Csb, Csu. Yes.

バイアス電流源Ibは、バイアス電流Ibを面発光レーザLD_1のアノード側に供給する。なお、面発光レーザLD_1のカソード側は接地されている。バイアス電流源Ibの制御電圧は、比較器A3から供給される。コンデンサCbiは、この制御電圧をホールドするものである。   The bias current source Ib supplies the bias current Ib to the anode side of the surface emitting laser LD_1. The cathode side of the surface emitting laser LD_1 is grounded. The control voltage of the bias current source Ib is supplied from the comparator A3. The capacitor Cbi holds this control voltage.

相補電流源Isは、比較器A2で設定された制御電圧に従って、相補電流IsをスイッチSWsに供給する。スイッチSWsは、相補電流源Isからの相補電流Isを端子a又は端子bから出力する。スイッチSWsの端子aは、面発光レーザLD_1のアノード側に接続され、さらにコンデンサCsuを介してスイッチSWsuに接続されている。スイッチSWsの端子bは、並列に接続された2つのコンデンサCx,Cyに接続され、さらに他のチャンネルchのスイッチSWsの端子bにも接続されている。なお、コンデンサCx,Cyの他端は接地されている。   The complementary current source Is supplies the complementary current Is to the switch SWs according to the control voltage set by the comparator A2. The switch SWs outputs the complementary current Is from the complementary current source Is from the terminal a or the terminal b. The terminal a of the switch SWs is connected to the anode side of the surface emitting laser LD_1, and is further connected to the switch SWsu via the capacitor Csu. The terminal b of the switch SWs is connected to two capacitors Cx and Cy connected in parallel, and is further connected to the terminal b of the switch SWs of another channel ch. The other ends of the capacitors Cx and Cy are grounded.

スイッチSWsuの端子aは、コンデンサCsbの一端に接続され、さらに比較器A1の出力端子にも接続されている。スイッチSWsuの端子bは、接地されると共に、コンデンサCsbの他端に接続されている。   The terminal a of the switch SWsu is connected to one end of the capacitor Csb and further connected to the output terminal of the comparator A1. The terminal b of the switch SWsu is grounded and connected to the other end of the capacitor Csb.

設定部30は、比較器A1,A2,A3を備えている。比較器A1の非反転入力端子は、定電圧源Vrefに接続されている。比較器A1の反転入力端子は、スイッチSW1を介してアンプA5の出力端子に接続され、さらにコンデンサC1を介して比較器A1の出力端子に接続されている。そして、比較器A1は、アンプA5からの出力電圧が基準電圧Vrefに一致するようにスイッチSWsuに所定の電圧を出力する。   The setting unit 30 includes comparators A1, A2, and A3. The non-inverting input terminal of the comparator A1 is connected to the constant voltage source Vref. The inverting input terminal of the comparator A1 is connected to the output terminal of the amplifier A5 via the switch SW1, and further connected to the output terminal of the comparator A1 via the capacitor C1. The comparator A1 outputs a predetermined voltage to the switch SWsu so that the output voltage from the amplifier A5 matches the reference voltage Vref.

比較器A2は、各チャンネルchに対して、スイッチSWshを介して、相補電流源Isに制御電圧を供給する。また、比較器A3は、各チャンネルchに対して、スイッチSWbを介して、バイアス電流源Ibに制御電圧を供給する。   The comparator A2 supplies a control voltage to the complementary current source Is via the switch SWsh for each channel ch. The comparator A3 supplies a control voltage to the bias current source Ib via the switch SWb for each channel ch.

スイッチSWsu,SWsは、図23に示したように、CMOSプロセスを用いて構成されるのが好ましい。これにより、微分電流重畳時に位相がずれるのを防止することができる。ここでは電圧Vccを基準としているため、制御が困難である場合もある。そこで、図31に示すように、NMOSを用いて電圧Vssを基準にすることもできる。この場合は、スイッチSWsに対しゲート一段分の遅延が生じるが、数nsecのパルス幅で変調するのでなければ、ゲート一段あたりの遅延を1nsec以下にしておけば特に問題はない。また、微分電流の振幅は比較器A1で制御するようにしてあり、これは連続点灯でAPCを行った時の光量とパルス点灯したときの光量が等しくなるようにすることで位相補償が調整される。   The switches SWsu and SWs are preferably configured using a CMOS process, as shown in FIG. Thereby, it can prevent that a phase shifts at the time of a differential current superposition. Here, since the voltage Vcc is used as a reference, the control may be difficult. Therefore, as shown in FIG. 31, the voltage Vss can be used as a reference using NMOS. In this case, a delay corresponding to one gate stage occurs with respect to the switch SWs, but there is no particular problem if the delay per gate stage is set to 1 nsec or less unless modulation is performed with a pulse width of several nsec. The amplitude of the differential current is controlled by the comparator A1, which adjusts the phase compensation by making the light quantity when APC is performed with continuous lighting equal to the light quantity when pulse lighting is performed. The

(全体動作)
以上のように構成された面発光レーザ駆動装置について、図32及び図33に示すタイミングチャートを用いて説明する。
(Overall operation)
The surface emitting laser driving apparatus configured as described above will be described with reference to timing charts shown in FIGS.

微分電流重畳回路の制御設定は、図32示すタイミングチャートにおいて、比較器A1を使い、面発光レーザLDをチャンネルch1からチャンネルch36までの順番に点灯していくシーケンスを繰り返す。比較器A1は、このときのアンプA5の出力がVrefに一致するように、微分電流重畳回路の振幅(パルス信号Vpulseのレベル)を制御する。ここでは、バイアス電流Ibを変えてチャンネルch毎の制御は行わず、全チャンネルchを一括して制御している。このため、面発光レーザLDまでの寄生容量を予めチャンネルch間でばらつかないようにしておく必要がある。   The control setting of the differential current superimposing circuit is repeated in the timing chart shown in FIG. 32 by using the comparator A1 and repeating the sequence of lighting the surface emitting laser LD in order from the channel ch1 to the channel ch36. The comparator A1 controls the amplitude (level of the pulse signal Vpulse) of the differential current superposition circuit so that the output of the amplifier A5 at this time matches Vref. Here, the control is not performed for each channel ch by changing the bias current Ib, but all channels ch are controlled at once. For this reason, it is necessary to prevent the parasitic capacitance up to the surface emitting laser LD from varying between the channels ch in advance.

この面発光レーザ駆動装置の動作は、図11に示した面発光レーザ駆動装置に対して行うことと同様である。すなわち、過補償の場合にはオーバーシュートが生じて光量がVrefをオーバーし、補償が不足すると基準電圧Vrefを下回るが、アンプA5の出力が基準電圧Vrefに一致したところで補償が最適となる。このとき、オーバーシュートもアンダーシュートも無い状態となる。   The operation of this surface emitting laser driving apparatus is the same as that performed for the surface emitting laser driving apparatus shown in FIG. That is, in the case of overcompensation, overshoot occurs and the light quantity exceeds Vref. If the compensation is insufficient, it falls below the reference voltage Vref, but the compensation is optimal when the output of the amplifier A5 matches the reference voltage Vref. At this time, there is no overshoot or undershoot.

この制御は、期間T5からT6までの各チャンネルの自動光量制御が終了したあとで変調前に行っている。ここでは、微分電流重畳回路の制御電圧のホールドをコンデンサCsbで行っていたが、微分電流振幅が大きく変わることはないためD/Aコンバータを利用し、デジタル的に行っても良い。この場合のキャリブレーションは例えばページ間や電源投入後などとなるが実用上の問題はない。   This control is performed before modulation after the automatic light amount control of each channel from the period T5 to T6 is completed. Here, the control voltage of the differential current superposition circuit is held by the capacitor Csb. However, since the differential current amplitude does not change significantly, it may be digitally performed using a D / A converter. The calibration in this case is, for example, between pages or after power-on, but there is no practical problem.

3.その他の構成
図34は、自動光量制御の順序をランダマイズすることで、自動光量制御時の設定むらを目立たなくすることを説明する図である。
3. Other Configurations FIG. 34 is a diagram for explaining that the setting unevenness at the time of automatic light quantity control is made inconspicuous by randomizing the order of automatic light quantity control.

自動光量制御を全チャンネルで連続的に実施した場合一つ前のチャンネルchの最終電圧が次のチャンネルchの開始電圧に影響を与える。もし、面発光レーザLDの特性ばらつきなどでチャンネルch間の最終電圧の変動が大きかった場合、比較器出力が十分収束できず図34(a)から同図(d)に示すような光量制御の順番に特定のノイズが生じることがある。同図(e)に示すように、このとき光量制御の順番を面発光レーザLDの位置の順番と対応させておくと、レーザの光量分布で低い周波数成分のばらつきを生じ、画質劣化の原因になる。そのため光量制御の順番を、同図(f)に示すように、レーザの配置と相関が無い様にすると、レーザの光量分布はばらつきが高い周波数成分にシフトし画質劣化を防止することができる。   When automatic light quantity control is continuously performed on all channels, the final voltage of the previous channel ch affects the start voltage of the next channel ch. If the final voltage variation between channels ch is large due to variations in the characteristics of the surface emitting laser LD, the output of the comparator cannot be sufficiently converged, and light intensity control as shown in FIGS. 34 (a) to (d) is performed. Specific noise may occur in turn. As shown in FIG. 5E, if the light quantity control order is made to correspond to the position order of the surface emitting laser LD at this time, variations in the low frequency component occur in the light quantity distribution of the laser, causing image quality deterioration. Become. Therefore, if the order of light quantity control is made to have no correlation with the arrangement of the lasers as shown in FIG. 5F, the light quantity distribution of the lasers is shifted to frequency components with high variations, and image quality deterioration can be prevented.

上述した面発光レーザ駆動装置については、各チャンネルch内の制御電圧に大きな差がないものとして説明した。しかし、面発光レーザの閾値電流や発光効率、あるいはチャンネル内で定電流回路に使用する演算増幅器のオフセットなどでチャンネル間の制御電圧に差がでてくることも考えられる。この差が1チャンネルの自動光量性時間内に収束しない場合、全体のチャンネルch間ばらつきが悪化し、画質を劣化させる。   The surface emitting laser driving device described above has been described on the assumption that there is no significant difference in the control voltage in each channel ch. However, there may be a difference in the control voltage between channels due to the threshold current and emission efficiency of the surface emitting laser or the offset of the operational amplifier used in the constant current circuit in the channel. If this difference does not converge within the automatic light quantity time of one channel, the variation between the entire channels ch deteriorates and the image quality deteriorates.

このような場合、図35に示すように、オフセットキャンセル付きの面発光レーザ駆動装置が好ましい。この面発光レーザ駆動装置は、図30に示した面発光レーザ駆動装置の1チャンネル分に相当する。各スイッチSWのオン/オフを切り替えたときの波形図を図36に示す。なお、図35に示すスイッチSWoa,SWobは、オンの状態である。   In such a case, as shown in FIG. 35, a surface emitting laser driving device with offset cancellation is preferable. This surface emitting laser driving apparatus corresponds to one channel of the surface emitting laser driving apparatus shown in FIG. A waveform diagram when each switch SW is turned on / off is shown in FIG. Note that the switches SWoa and SWob shown in FIG. 35 are on.

この面発光レーザ駆動装置において、チャンネルch間で共通のコンデンサCsの端子電圧と、比較器A2から出力されるチャンネルch毎の制御電圧によって、コンデンサCo1,Co2を充電する。アンプAsは、非反転入力端子に供給される比較器A2からの電圧と、コンデンサCo1,Co2の電圧とを比較することで、オペアンプAs自身のオフセットも含めてばらつきをキャンセルする。   In this surface emitting laser driving device, the capacitors Co1 and Co2 are charged by the terminal voltage of the capacitor Cs common between the channels ch and the control voltage for each channel ch output from the comparator A2. The amplifier As cancels variations including the offset of the operational amplifier As itself by comparing the voltage from the comparator A2 supplied to the non-inverting input terminal with the voltages of the capacitors Co1 and Co2.

電源投入時あるいはページ間でオフセット蓄積用のコンデンサCo1をスイッチSWodで短絡し、この状態で各チャンネルchの自動光量制御の時間をかけて行う。その後、毎スキャンの自動光量制御時に各チャンネルchに出力される制御信号をCo2に蓄積し、Co1の端子電圧を補正すれば、数回の補正でオフセット分をキャンセルすることができる。   When the power is turned on or between pages, the offset storage capacitor Co1 is short-circuited by the switch SWod, and in this state, the automatic light amount control of each channel ch is performed over a period of time. After that, if the control signal output to each channel ch at the time of automatic light amount control for each scan is stored in Co2, and the terminal voltage of Co1 is corrected, the offset can be canceled by several corrections.

また、図37に示すようにの面発光レーザ駆動装置を構成してもよい。この面発光レーザ駆動装置は、図30に示したものと比べて、比較器A2の反転入力端子と出力端子の間に複数のコンデンサCが設けられている点で異なっている。具体的には、比較器A2の反転入力端子と出力端子の間に、並列に接続された36個のコンデンサC2_1,C2_2,・・・,C2_36が設けられている。各コンデンサC2_1,C2_2,・・・,C2_36の一端には、スイッチSW1,SW2,・・・,SW36が設けられている。そして、例えばチャンネルch1の光量制御を行うときはスイッチSW1がオンになり、チャンネルch2の光量制御を行うときはスイッチSW2がオンになる。   Moreover, you may comprise the surface emitting laser drive device as shown in FIG. This surface emitting laser driving apparatus is different from that shown in FIG. 30 in that a plurality of capacitors C are provided between the inverting input terminal and the output terminal of the comparator A2. Specifically, 36 capacitors C2_1, C2_2,..., C2_36 connected in parallel are provided between the inverting input terminal and the output terminal of the comparator A2. The switches SW1, SW2,..., SW36 are provided at one end of each of the capacitors C2_1, C2_2,. For example, the switch SW1 is turned on when the light amount control of the channel ch1 is performed, and the switch SW2 is turned on when the light amount control of the channel ch2 is performed.

これにより、コンデンサC1_1は、チャンネルch1の光量制御したときの比較器A2の制御電圧によって充電される。そして、比較器A2は、次にチャンネルch1の光量制御を行うときは、このコンデンサC1_1の電圧を用いて、バイアス電流源Ibの制御電圧を設定することができる。   As a result, the capacitor C1_1 is charged by the control voltage of the comparator A2 when the light amount of the channel ch1 is controlled. The comparator A2 can set the control voltage of the bias current source Ib using the voltage of the capacitor C1_1 when the light amount control of the channel ch1 is performed next time.

したがって、上記面発光レーザ駆動装置は、チャンネルch毎に比較器A2の出力電圧にばらつき生じていても、その出力電圧を他のチャンネルchの光量制御に用いず、同じチャンネルchの光量制御に用いている。これにより、チャンネルch毎に比較器A2の制御電圧にばらつきがあったとしても、自動光量制御の収束時間が長くなることを防止することができる。   Therefore, even if the output voltage of the comparator A2 varies for each channel ch, the surface emitting laser driving apparatus does not use the output voltage for the light amount control of the other channel ch, but for the light amount control of the same channel ch. ing. Thereby, even if the control voltage of the comparator A2 varies for each channel ch, it is possible to prevent the convergence time of the automatic light amount control from becoming long.

本発明の基本的な電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the basic voltage drive type surface-emitting laser drive device of this invention. 面発光レーザの端子電圧に対する電流の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electric current with respect to the terminal voltage of a surface emitting laser. 本発明の基本的な電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the basic voltage drive type surface-emitting laser drive device of this invention. 本発明の概略的な電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the rough current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 収束した電圧とオーバーシュートしたときの電圧を示す図である。It is a figure which shows the voltage when the voltage converged and the overshoot. 面発光レーザに印加される電圧に対する面発光レーザを流れる電流の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the electric current which flows through a surface emitting laser with respect to the voltage applied to a surface emitting laser. Vpulse及びバイアス電流Ibで波形の歪みを補償することを説明する図である。It is a figure explaining compensating for distortion of a waveform with Vpulse and bias current Ib. 本発明の基本的な電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the basic current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 過補償の場合と補償不足の場合を説明する図である。It is a figure explaining the case of overcompensation and the case of insufficient compensation. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 過補償の場合と補償不足の場合において、レーザ光の平均値と基準電圧V_APCREFの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average value of a laser beam, and the reference voltage V_APCREF in the case of overcompensation and the case of insufficient compensation. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 過補償の場合と補償不足の場合において、レーザ光の平均値と(基準電圧V_APCREF/2)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average value of a laser beam, and (reference voltage V_APCREF / 2) in the case of overcompensation and the case of insufficient compensation. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 本発明の基本的な他の電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the other other current drive type surface emitting laser drive device of this invention. 電流源Isで補償量を制御したときの駆動電流、レーザ電圧、補償電流、補償後の駆動電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a drive current when a compensation amount is controlled by a current source Is, a laser voltage, a compensation current and a drive voltage after compensation. 面発光レーザの光量を制御するための面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the surface emitting laser drive device for controlling the light quantity of a surface emitting laser. 各面発光レーザのチャンネルchを連続的に切り替えたときのAPCの収束性を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the convergence of APC when the channel ch of each surface emitting laser is switched continuously. 各面発光レーザのチャンネルchを切り替え、かつ間欠的にAPC制御を行ったときの収束性を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the convergence property when the channel ch of each surface emitting laser is switched and APC control is performed intermittently. 本発明の実施の形態に係る定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the constant voltage drive type surface emitting laser drive device which concerns on embodiment of this invention. 定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置に備えられたスイッチSWsの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of switch SWs with which the constant voltage drive type surface emitting laser drive device was equipped. リミッター付きの比較器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the comparator with a limiter. 定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of a constant voltage drive type surface emitting laser drive device. 定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of a constant voltage drive type surface emitting laser drive device. ダイオードを用いたときの定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the constant voltage drive type surface emitting laser drive device when a diode is used. ダイオードを用いたときの定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of the constant voltage drive type surface emitting laser drive device when a diode is used. ダイオードを用いたときの定電圧駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of the constant voltage drive type surface emitting laser drive device when a diode is used. 本発明の実施の形態に係る定電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the constant current drive type surface emitting laser drive device which concerns on embodiment of this invention. 定電流駆動型面発光レーザ駆動装置に備えられたスイッチSWsの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of switch SWs with which the constant current drive type surface emitting laser drive device was equipped. 定電流駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of a constant current drive type surface emitting laser drive device. 定電流駆動型面発光レーザ駆動装置の動作内容を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement content of a constant current drive type surface emitting laser drive device. 面発光レーザの光量分布周波数成分を高周波側にシフトするようにAPCの順序を変更することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating changing the order of APC so that the light quantity distribution frequency component of a surface emitting laser may be shifted to a high frequency side. オフセットキャンセル付きの面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the surface emitting laser drive device with an offset cancellation. オフセットキャンセル付きの面発光レーザ駆動装置の各回路の波形図である。It is a wave form diagram of each circuit of the surface emitting laser drive device with an offset cancellation. チャンネルch毎にコンデンサCを設けた電流駆動型面発光レーザ駆動装置の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a current-driven surface emitting laser driving device provided with a capacitor C for each channel ch. 端面発光レーザと面発光レーザのV−I特性を示す図である。It is a figure which shows the VI characteristic of an end surface emitting laser and a surface emitting laser. 電流駆動型の面発光レーザ駆動装置の簡略的な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the simple structure of a current drive type surface emitting laser drive device. 電流駆動型の面発光レーザ駆動装置の問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem of a current drive type surface emitting laser drive device. 面発光レーザのV−I特性を示す図である。It is a figure which shows the VI characteristic of a surface emitting laser. VCSEL駆動時の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform at the time of VCSEL drive.

符号の説明Explanation of symbols

LD 面発光レーザ
Is 相補電流源
Ib バイアス電流源
R_1〜R_36 終端抵抗
A1,A2,A3 比較器
PD フォトダイオード
LD Surface emitting laser Is Complementary current source Ib Bias current source R_1 to R_36 Termination resistors A1, A2, A3 Comparator PD Photodiode

Claims (16)

レーザ光を出力する面発光レーザと、
前記面発光レーザをオンするときに前記面発光レーザに電流を供給する電流源と、
前記面発光レーザに供給するパルス電圧の電圧レベルを制御するとともに、当該制御したパルス電圧を前記面発光レーザのオンに同期して前記面発光レーザに供給するパルス電圧供給手段と、を備え、
前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザがオンになって前記面発光レーザの端子電圧が略収束したときの収束端子電圧を取得して保持するとともに、前記面発光レーザがオンして立ち上がるときの前記面発光レーザの端子電圧が当該保持した収束端子電圧に一致するように前記電圧レベルを制御することを特徴とする面発光レーザ駆動装置。
A surface emitting laser that outputs laser light;
A current source for supplying a current to the surface emitting laser when on the surface-emitting laser,
It controls the voltage level of the pulse voltage to be supplied to the surface emitting laser, and a pulsed voltage supply means for supplying to the surface emitting laser in synchronism with the pulse voltage the control to turn on the surface-emitting laser,
The pulse voltage supply means acquires and holds a convergence terminal voltage when the surface emitting laser is turned on and the terminal voltage of the surface emitting laser is substantially converged, and when the surface emitting laser is turned on and starts up The surface emitting laser driving apparatus according to claim 1, wherein the voltage level is controlled so that a terminal voltage of the surface emitting laser coincides with the held convergence terminal voltage .
前記パルス電圧供給手段は、The pulse voltage supply means includes
前記収束端子電圧を取得して保持する第1のコンデンサと、A first capacitor for acquiring and holding the convergence terminal voltage;
前記第1のコンデンサが保持する前記収束端子電圧に基づき前記電圧レベルを制御するオペアンプと、An operational amplifier that controls the voltage level based on the convergence terminal voltage held by the first capacitor;
前記オペアンプによって制御された電圧レベルを保持する第2のコンデンサと、A second capacitor holding a voltage level controlled by the operational amplifier;
を備えることを特徴とする請求項1記載の面発光レーザ駆動装置。The surface emitting laser driving device according to claim 1, comprising:
前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザのオンに同期して前記第2のコンデンサと直列に接続されるコンデンサであって、前記第2のコンデンサと共に前記面発光レーザにパルス電圧を供給する第3のコンデンサを更に備えることを特徴とする請求項2記載の面発光レーザ駆動装置。The pulse voltage supply means is a capacitor connected in series with the second capacitor in synchronization with the surface emitting laser being turned on, and supplies a pulse voltage to the surface emitting laser together with the second capacitor. 3. The surface emitting laser driving device according to claim 2, further comprising three capacitors. 前記面発光レーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の面発光レーザ駆動装置。4. The surface emitting laser driving device according to claim 1, further comprising bias current supply means for supplying a bias current to the surface emitting laser. レーザ光を出力する面発光レーザと、
前記面発光レーザをオンするときに前記面発光レーザに電流を供給する電流源と、
前記面発光レーザに供給するパルス電圧の電圧レベルを制御するとともに、当該制御したパルス電圧を前記面発光レーザのオンに同期して前記面発光レーザに供給するパルス電圧供給手段と、
前記面発光レーザのレーザ光を受光して、受光したレーザ光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、
を備え、
前記パルス電圧供給手段は、前記受光信号を取得し、1個のレーザを連続点灯させた場合に前記受光手段から出力される受光信号に対応した基準電圧に一致させるように、前記取得した受光信号に基づき前記電圧レベルを制御することを特徴とする面発光レーザ駆動装置。
A surface emitting laser that outputs laser light;
A current source for supplying a current to the surface emitting laser when the surface emitting laser is turned on;
A pulse voltage supply means for controlling a voltage level of a pulse voltage supplied to the surface emitting laser, and supplying the controlled pulse voltage to the surface emitting laser in synchronization with turning on of the surface emitting laser;
A light receiving means for receiving the laser light of the surface emitting laser and outputting a light receiving signal corresponding to the received laser light amount;
With
The pulse voltage supply means acquires the light reception signal, and when the one laser is continuously turned on, the acquired light reception signal is matched with a reference voltage corresponding to the light reception signal output from the light reception means. The surface emitting laser driving device characterized in that the voltage level is controlled based on the above.
前記パルス電圧供給手段は、The pulse voltage supply means includes
前記取得した受光信号と、1個のレーザを連続点灯させた場合に前記受光手段から出力される受光信号に対応した基準電圧とに基づき、前記電圧レベルを制御するオペアンプと、An operational amplifier that controls the voltage level based on the acquired light reception signal and a reference voltage corresponding to the light reception signal output from the light receiving means when one laser is continuously turned on,
前記オペアンプによって制御された電圧レベルを保持する第1のコンデンサと、A first capacitor holding a voltage level controlled by the operational amplifier;
を備えることを特徴とする請求項5記載の面発光レーザ駆動装置。The surface emitting laser driving device according to claim 5, comprising:
前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザのオンに同期して前記第1のコンデンサと直列に接続されるコンデンサであって、前記第1のコンデンサと共に前記面発光レーザにパルス電圧を供給する第2のコンデンサを更に備えることを特徴とする請求項6記載の面発光レーザ駆動装置。The pulse voltage supply means is a capacitor connected in series with the first capacitor in synchronization with the surface emitting laser being turned on, and supplies a pulse voltage to the surface emitting laser together with the first capacitor. The surface emitting laser driving device according to claim 6, further comprising two capacitors. 前記面発光レーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段を備えることを特徴とする請求項5乃至請求項7記載の面発光レーザ駆動装置。8. The surface emitting laser driving device according to claim 5, further comprising bias current supply means for supplying a bias current to the surface emitting laser. レーザ光を出力する面発光レーザと、
前記面発光レーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、
前記面発光レーザをオンするときに前記面発光レーザに電流を供給する電流源と、
前記面発光レーザのオンに同期して、固定のパルス電圧を前記面発光レーザに供給するパルス電圧供給手段と、
前記バイアス電流の電流値を制御するバイアス電流制御手段と、を備え、
前記バイアス電流制御手段は、前記面発光レーザがオンになって前記面発光レーザの端子電圧が略収束したときの収束端子電圧を取得して保持するとともに、前記面発光レーザがオンして立ち上がるときの前記面発光レーザの端子電圧が当該保持した収束端子電圧に一致するように前記バイアス電流の電流値を制御することを特徴とする面発光レーザ駆動装置
A surface emitting laser that outputs laser light;
Bias current supply means for supplying a bias current to the surface emitting laser;
A current source for supplying a current to the surface emitting laser when the surface emitting laser is turned on;
Pulse voltage supply means for supplying a fixed pulse voltage to the surface emitting laser in synchronization with the surface emitting laser being turned on,
Bias current control means for controlling the current value of the bias current,
The bias current control means acquires and holds a convergence terminal voltage when the surface emitting laser is turned on and the terminal voltage of the surface emitting laser is substantially converged, and when the surface emitting laser is turned on and starts up A surface emitting laser driving apparatus, wherein the current value of the bias current is controlled so that a terminal voltage of the surface emitting laser is equal to the held convergence terminal voltage .
前記バイアス電流制御手段は、The bias current control means includes
前記収束端子電圧を取得して保持する第1のコンデンサと、A first capacitor for acquiring and holding the convergence terminal voltage;
前記第1のコンデンサが保持する前記収束端子電圧に基づき前記電流値を制御する第1のオペアンプと、A first operational amplifier that controls the current value based on the convergence terminal voltage held by the first capacitor;
を備えることを特徴とする請求項9記載の面発光レーザ駆動装置。10. The surface emitting laser driving device according to claim 9, further comprising:
前記パルス電圧供給手段は、The pulse voltage supply means includes
基準電圧に対応した固定の電圧を出力する第2のオペアンプと、A second operational amplifier that outputs a fixed voltage corresponding to the reference voltage;
前記第2のオペアンプが出力する電圧レベルを保持する第2のコンデンサと、A second capacitor for holding a voltage level output by the second operational amplifier;
を備えることを特徴とする請求項9又は請求項10記載の面発光レーザ駆動装置。The surface emitting laser driving device according to claim 9, wherein the surface emitting laser driving device is provided.
前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザのオンに同期して前記第2のコンデンサと直列に接続されるコンデンサであって、前記第2のコンデンサと共に前記面発光レーザにパルス電圧を供給する第3のコンデンサを更に備えることを特徴とする請求項11記載の面発光レーザ駆動装置。The pulse voltage supply means is a capacitor connected in series with the second capacitor in synchronization with the surface emitting laser being turned on, and supplies a pulse voltage to the surface emitting laser together with the second capacitor. The surface emitting laser driving device according to claim 11, further comprising three capacitors. レーザ光を出力する面発光レーザと、
前記面発光レーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給手段と、
前記面発光レーザをオンするときに前記面発光レーザに電流を供給する電流源と、
前記面発光レーザのオンに同期して、固定のパルス電圧を前記面発光レーザに供給するパルス電圧供給手段と、
前記バイアス電流の電流値を制御するバイアス電流制御手段と、
前記面発光レーザのレーザ光を受光して、受光したレーザ光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、
を備え、
前記バイアス電流制御手段は、前記受光信号を取得し、1個のレーザを連続点灯させた場合に前記受光手段から出力される受光信号に対応した第1の基準電圧に一致させるように、前記取得した受光信号に基づき前記バイアス電流の電流値を制御することを特徴とする面発光レーザ駆動装置。
A surface emitting laser that outputs laser light;
Bias current supply means for supplying a bias current to the surface emitting laser;
A current source for supplying a current to the surface emitting laser when the surface emitting laser is turned on;
Pulse voltage supply means for supplying a fixed pulse voltage to the surface emitting laser in synchronization with the surface emitting laser being turned on,
Bias current control means for controlling the current value of the bias current;
A light receiving means for receiving the laser light of the surface emitting laser and outputting a light receiving signal corresponding to the received laser light amount;
With
The bias current control means obtains the light reception signal so that it matches the first reference voltage corresponding to the light reception signal output from the light reception means when one laser is continuously turned on. A surface emitting laser driving device that controls a current value of the bias current based on the received light signal.
前記バイアス電流制御手段は、前記取得した受光信号と1個のレーザを連続点灯させた場合に前記受光手段から出力される受光信号に対応した第1の基準電圧とに基づき、前記電流値を制御する第1のオペアンプを備えることを特徴とする請求項13記載の面発光レーザ駆動装置 The bias current control unit controls the current value based on the acquired light reception signal and a first reference voltage corresponding to the light reception signal output from the light reception unit when one laser is continuously turned on. 14. The surface emitting laser driving device according to claim 13, further comprising a first operational amplifier . 前記パルス電圧供給手段は、The pulse voltage supply means includes
第2の基準電圧に対応した固定の電圧を出力する第2のオペアンプと、A second operational amplifier that outputs a fixed voltage corresponding to the second reference voltage;
前記第2のオペアンプが出力する電圧レベルを保持する第1のコンデンサと、A first capacitor for holding a voltage level output by the second operational amplifier;
を備えることを特徴とする請求項13又は請求項14記載の面発光レーザ駆動装置。15. The surface emitting laser driving device according to claim 13, wherein the surface emitting laser driving device is provided.
前記パルス電圧供給手段は、前記面発光レーザのオンに同期して前記第1のコンデンサと直列に接続されるコンデンサであって、前記第1のコンデンサと共に前記面発光レーザにパルス電圧を供給する第2のコンデンサを更に備えることを特徴とする請求項15記載の面発光レーザ駆動装置。The pulse voltage supply means is a capacitor connected in series with the first capacitor in synchronization with the surface emitting laser being turned on, and supplies a pulse voltage to the surface emitting laser together with the first capacitor. 16. The surface emitting laser driving device according to claim 15, further comprising two capacitors.
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