JPH02503378A - 光放出装置の出力を制御するための線形制御器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザダイオードを制御して線形照明出力を発生するための装置及び方法 肢王呵公国 この発明はレーザダイオードの照明出力が変化する入力信号に応答して線形方式 で変化するようにレーザダイオードを制御するための装置及び方法に関係してい る。

見所夏貨且 半導体レーザダイオードの照明出力がそれの動作範囲の全体にわたって線形でな いことは一般に知られている。更に明確には、ダイオードにおける電圧差の関数 としての光出力の典型的な図表において、結果として生じる曲線は、光出力が電 圧差の関数として線形に変化する高い方のレベルの動作領域にひざ領域によって 接合された低い方のレベルの非線形動作領域を持っている。

レーザダイオードは種々の写真装置において光源としてしばしば使用されてきた ０例えば、レーザ印刷の分野においては、レーザビームがレンズに集束させられ て陰画フィルム上へ走査される。ダイオードは多くの場合、計算機に記憶された ディジタルデータによって制御される。あるシステムにおいては、レーザは完全 にオン又はオフであるように動作させられ“、これにより黒又は白の画素を発生 して画像信号に応答した画像を形成する。しかしながら、画像品質は変化する灰 色色調を持った画素から画像を形成することによって改善されることができる。

更に明確には、灰色レベルの強度における階調が、画素間の遷移が比較的滑らか に現れるようなものであるときには、これは「連続色調」画像と呼ばれる。

これらの変化する灰色色調を発生するためには、レーザダイオードを普通に変調 してこれの光出力を限られた範囲にわたって調整するようにすることができる。

しかしながら、白から黒までのスペクトルの全域でディジタル画像データから所 望の灰色色調を発生することは、ダイオードが本質的に零の光出力から最大の照 明強度までのそれの動作範囲の全域で線形方式で動作しないときに問題を提起す ることがある。

伝統的に、多くのレーザダイオード制御システムが開示されてきた０例えば、セ ル（Ｓｅｌ　１）による米国特許第４．００９．３８５号においそば、レーザダ イオードにこのダイオードのしきい値点の近くの電流であらかじめバイアスを与 えて、入力信号に応答するレーザにおける任意の遅延を最小化するようにするた めの回路が開示されている。

カマフォード（Ｃｏｗｅｒｆｏｒｄ）による米国特許第４．５９２．０５７号に 開示された別のレーザダイオード用制御器は、レーザを駆動するために誤差信号 に応答するプログラム可能な電流源を利用している。

コロン４　（Ｋｏｌｏｄｚｅｙ）による米国特許第４，３３９，８２２号には、 ＴＴＬ又はＥＣＬ信号入力がＥＣＬ適合性出力に変換され、そしてこれが十分に 増幅されてレーザダイオードを駆動するようになっているレーザダイオードを変 調するための方法が開示されている。

別のプレバイアス回路がトリメル（Ｔｒｉｍｍｅｌ）による米国特許第４，３８ ５．３８７号に開示されており、これにおいてはレーザダイオードが光−電流特 性曲線のひざ部の上方で動作するようにあらかじめバイアスを与えられる。

チャプマン（Ｃｂａｐｍａｎ）は米国特許第４．４１２，３３１号において、レ ーザダイオードの直流バイアス電流を制御してダイオードをそのひざ部において 動作するようにするための回路を開示している。

ほかに、アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ、　Ｊｒ、）外による米国特許第４． ５８３．１２８号においては、ホトダイオードがレーザダイオードの光学的出力 を連続的に監視してレーザ出力を調整するための帰還信号を供給するようになっ ている連続色調画像を与えるためのシステムが開示されている。

更に、ミュールマン（Ｍｅｕｌｅｍａｎ）外は米国特許第４，４５０，５６４号 において、レーザダイオードの出力を検出して負帰還信号を発生するホトダイオ ードを利用してレーザダイオードのバイアス電流を調整することによってレーザ ダイオードにおける非線形変換特性及びその他の変化を低減するための帰還回路 を開示している。

そして最後にホランド（）１ｏ１１ａｎｄ）は米国特許第４．２３７．４２７号 において、レーザ出力の強度を監視して、平衡した衝撃係数を持った信号に応答 してダイオードにバイアスを与えるための電流信号を発生させるようにする第１ 制御ループによって動作が影響されるレーザダイオードと共に、入力信号衝撃係 数が不平衡状態になったならばダイオードを止めるように動作する第２の制御回 路を開示している。

発尻■！ｈ 光１１と【匝 この発明はレーザダイオード用制御器に関係している。この制御器はダイオード への入力信号が変化するにつれて線形に変化する照明出力をダイオードに発生さ せる。典型的な実施例においては、この入力信号は記憶された画像から発生され る。

これは画像信号値がダイオードをそのひざ部より上の線形領域で動作させるのに 十分であるときに第１モードで制御器を動作させることによって行われる。この 第１モードにおいてはダイオード出力を画像信号値における変化と共に線形に変 化する。

画像信号の値がひざ領域より下に、ダイオードのいわゆる「非線形動作領域」に あるときには、線形動作はダイオードを画素期間当たり数回（その線形動作領域 におけるレベルまで）オンにし、それからオフにすることによって達成される。

これはダイオードの全「オン」時間、従って画像画素明るさが画像信号値の関数 であるような方法で行われる。

更に明確には、この発明は入力信号値の関数としての照明出力を表す特性動作曲 線を持ったレーザダイオードのための制御器に関係しており、この曲線には、下 方の非線形領域、上方の線形領域、及び線形領域と非線形領域とを接合するひざ 領域がある。この制御器は画像を表している入力信号を受けるための受信器装置 がある。入力信号の値は画像の明るさが変化するにつれて線形に変化し、各信号 値が画像の画素を発生する。又、画像信号値を検出し且つ入力信号の値がひざ領 域より上にあるときに第１制御信号を発生するための、及び入力信号値がひざ領 域より下にあるときに第２制御信号を発生するための装置が含まれている。

その外に、第１制御信号に応答して、ひざ領域より上にある入力信号を受け、且 つひざ領域より上にあるそれらの入力信号における変化と共に線形に変化する値 を持った照明出力をレーザダイオードに発生させる第１出力信号を発生させるた めの装置がある。

更に、第２制御信号に応答して、ひざ領域より下にある入力信号を受け、且つ入 力信号の値が変化するにつれて線形に変化する値を持った照明をレーザダイオー ドに発生させる第２出力信号を発生するための装置が準備されている。第２信号 発生装置は更に、第２出力信号の値を変えて、レーザダイオードをこれのひざ領 域より上にある「オン」状態と、実質上照明出力がない「オフＪ状態との間で交 番させるようにするための装置を備えている。これはレーザダイオードが「オン 」状態にある時間が入力信号値の関数であるような方法で行われる。

それゆえ、画像信号入力の関数として線形に変化する照明出力を発生するレーザ ダイオードのための制御器を提供することがこの発明の目的である。

辺里坐旦巣星説貝 この発明のこれら及びその他の目的及び利点は添付の諸図面と関連して次の詳細 な説明を読めば一層容易に明らかになるであろうが、その諸図面中、 図１は通常の注入レーザダイオード及びこの発明のダイオード制御器を組み込ん だ画像システムの簡単化された構成図であり、 図２は出力パワーＰがレーザダイオードを通る電流Ｉの関数であるレーザダイオ ード動作曲線の図表であり、図３Ａ及び３Ｂは、基準信号Ｓ３、入力画像信号Ｓ ２、並びにＳ、及びＳ、信号レベルにおける差を表す出力信号Ｓ３の関係を示し ていて、この場合入力画像信号Ｓ：は図３Ｂにおけるよりも図３Ａにおいてより 高いレベルにあり、 図４はこの発明の制御器の例示的な実施例の簡単化された構成図であり、 図５Ａ及び５Ｂはこの発明の制御器の更に詳細な線図であり、又図６は図３Ａ及 び３Ｂに示されたものに類似した図表であるが、しかし、この場合には入力画像 信号Ｓｚが基準信号Ｓ、より上にあるので零差信号Ｓ、が発生される。

主■坐丘閂皇投里 この発明の更に詳細な説明を進める前に、簡単な全体像が与えられる６例示的な 実施例においては、この発明の制御器は図１に概略的に示されたレーザプリンタ システム１０内に組み込まれている。ディジタル画像データは通常のディジタル 計算機に記憶されており、この発明のレーザ制御回路１４を経てレーザダイオー ド１６に伝送される。レーザダイオードから放出された光は通常の光学系１８に よって所望のビームへと形成され、それから下方光学系２０によって感光性受容 体２２を横切って走査され、ここで画像が形成される。ディジタルデータの記憶 及び計算機１２から制御器１４への転送は通常のシステム制御器２４によって調 整されるが、このシステム制御器は又走査ビームを通過しての感光性受容体２２ の移動を調整する。典型的には、走査光学系は同期化制御器２６によってビーム 形成光学系１８の出力と同期させられている多角形鏡を含んでいる。

今度は図２に言及すると、通常の注入レーザダイオードに対する、光学的パワー 出力Ｐｄ対電流１ｄの典型的な動作曲線を示ししている０発明の背景において簡 単に論述されたように、この曲線は、結果として生じる光学的パワー出力Ｐｄが 電流１ｄの変化につれて非線形的に変化する、零とひざ部電流１にとの間の下方 部分と、光学的パワー出力が電流１ｄｉの変化と共に線形に変化するＩｋと■最 大電流Ｉｍａｘとの間の第２の高い方の部分とを含んでいる。察知され得ること であるが、Ｉｋより下にある曲線の非線形領域においては、Ｘ軸に沿っての一定 のｔ流増分はＹ軸に沿っての光学的パワー出力における非一定増分を発生する。

これは、（最大の暗さに対応する）零出力レベルと（最大の明るさに対応する） 最大信号レベルとの間で変化する画像信号レベルに応答して連続色調画像を発生 するためには不満足なものである。

この問題を克服するために、この発明のレーザ制御器は零と最大明るさとの間に 及ぶ信号値を発生するディジタル画像データの関数として照明出力における線形 変化を生じるように準備されている。更に詳細には、この発明は画像信号が正常 時に線形領域、すなわちひざ部１にの上、又は非線形領域、すなわちＩｋの下の いずれにおいてレーザ動作を生じることになるであろうかに依存した二つの異な ったモードで動作する。すなわち、ひざ領域の上にある画像信号値においては、 画像画素を形成する際のレーザダイオードからの照明出力の強度は画像信号入力 、従ってレーザダイオードにおける信号レベルの直接の関数である。これはここ では「正常線形モード」の動作と呼ばれる。

しかしながら、画像信号が（ひざ部の下の）非線形領域におけるレーザの動作を 必要とするならば、ダイオードの変調は、ダイオードを通る電流１ｄの線形変調 によってではなく、それどころかダイオードを毎画素期間数回急速にオンオフす ることによって達成され、従ってダイオードの急速なオンオフからの検出出力は 画素期間当りの平均照明出力レベルである。灰色の変化する陰は一つの画像画素 を形成する複数のフラッシュの期間中にレーザが「ｒオン」になっている時間の 量を変えることによって達成される。これはここでは「線形補正モードｊの動作 と呼ばれる。ダイオードが線形補正モードにおいてオンにされているときに、そ れがそのひざ領域の上にあることを保証することによって、非線形領域における 動作と関連した諸問題が回避される。

線形補正モードにおけるダイオードの動作はこの発明において、図３Ａ及び３Ｂ に示されたのこぎり波状波形Ｓｌのような基準信号を発生することによって且つ 画像画素の明るさの関数である値を持っており且つＰ、の周期を持っている第２ の信号Ｓｔ（画像信号）を発生することによって達成される。定義によって信号 Ｓ、は一つの画像画素を表す計算機１２（図１）からの特定のディジタル符号化 出力に対応している。更に、用語「画素期間」は一つの画像画素を発生するため の時間を表すことになっており、この期間は、Ｌｔが画像信号の周波数である場 合、１／（２ｆ−ｚ）に等しい。

ダイオードからの光出力の変調は、基準信号Ｓ１のレベルが画像画素信号Ｓｔの レベルを越えている時間の関数であるパルス幅を持った出力信号Ｓ、を発生する ことによって達成される０図３Ａ及び３Ｂを比較することによって理解されるよ うに、画像信号Ｓ。

のレベルがＳｌに対して減小するにつれて、出力信号Ｓ３のパルス幅は増大する 。信号Ｓ、のパルス幅に比例した時間の間レーザダイオードをオンにすることに よって、画素期間Ｐ１にわたるレーザ出力の平均強度は画像信号レベルの直接の 関数になる。更に、画像信号Ｓ、の周波数の数倍である周波数を持った基準信号 を準備することによって、ダイオードは十分なレートで点滅させられて、一画素 期間にわたる点滅の平均照明出力だけが検出される。

ダイオードを線形補正モードにおいて「オン」状態にあるときにそのひざ領域又 はこれの下で動作させることを避けるために、ダイオードはそのひざ部電流の上 のレベルまでオンにされる。すなわち、ダイオードが画素期間中点滅させられて 平均照明出力を達成するときには、ダイオードの「オンｊ期間中、「オン」動作 はダイオード動作曲線のひざ部の上にある。更に、出力信号Ｓ、のパルス幅は、 一定の周波数及び振幅を持った基準信号Ｓｚを利用することによって画像信号Ｓ １のレベルにおける変化の線形関数として変化する。これはダイオードがびざ部 の下にある画像信号値に応答して線形方式で動作させられることを可能にする。

動作の主構の簡単な全体像を与えたので、今度はこの発明を実現するための例示 的な実施例に注意が向けられる０図４には、入力接続部３２において受信された ディジタル画像信号を、下流において加合せ器３３に供給されるアナログ出力に 変換するための正常線形モードディジタル−アナログ処理装置３０を含む、この 実施例の簡単化された構成図が示されている。又、入力が接続部３２に結ばれ且 つ出力がパルス幅変調器３６に結ばれている線形補正モードＤ／Ａ処理装置３４ が示されている。Ｐ−変調器３６は基準パルスＳｌを画像信号Ｓ２と比較して、 図３Ａ及び３Ｂに関して説明された制御信号Ｓ、を発生する。この実施例におい ては、ディジタルデータの一つのディジタル語（典型的には１２ビツト）が、最 大の暗さくすべてのピントが零である）からすべての語ビットが１である最大の 明るさまでに及ぶ画像表示の一画素に対する符号化強度情報を収容している。

この実施例においては、制御器１４を正常線形モードで動作させるか又は線形補 正モードで動作させるかを決定するために切換点しきい値が選択される。ダイオ ードのひざ部電流は通常の方法で得ることができるので、ダイオード動作がその 線形領域へと良好であることが知られている場合には切換点値が選択される０例 えば、ダイオードの最大照明強度が約４０ミリアンペアの入力電流に応答して発 生され、且つレーザダイオードが約０アンペアと約４０ミリアンペアとの間の動 作範囲を持っているときには、正常線形モード動作と線形補正モード動作との間 の切換点は、４０ミリアンペアのフルスケール値の約１７４である約１０ミリア ンペアのレベルに選択されるとよい、この発明においては、切換点電流はダイオ ード動作が常に線形領域にあることを保証するためにひざ部電流の上にあるよう に選択される。レーザダイオードが電流駆動形デバイスであるのに、正常線形モ ードＤ／Ａ処理装置３０、線形補正モードＤ／Ａ処理装置３４、及びパルス幅変 調器３６はすべて電圧入力及び出力に基づいて機能する。電圧駆動形電子回路を 電流駆動形レーザダイオードとインタフェース接続するために、（後程説明され るはずの）電流駆動増幅器を用いて入力電圧に比例した出力電流を発生する。す なわちレーザひざ部電流Ｉｋにはひざ部電圧Ｖｋが対応し、且つ信号電圧Ｖｉｎ にはレーザダイオードを駆動する信号電流Ｔｉｎが対応する。

再び図４に言及すると、切換点値Ｄｓｉｙ典型的には一組のＤＩＰスイッチによ って切換点ブロック４０へ入力される。到来画像データが正常線形モード又線形 補正モードのいずれにおけるダイオードの動作を必要とするかを決定するために 、入力画像ディジタル信号レベルＤｉｎと切換点ブロック４０において設定され た切換点信号値との比較が行われる。これは画像信号値を切換点信号Ｄｓ−と比 較するモード選択器４２に接続部３２を通して画像信号を供給することによって 行われる０画像信号ＤｉｎがＤｓ−を越えたならば、ダイオードの正常線形動作 が呼び出される。これは正常線形モードＤ／Ａ処理装置３０を可能化し且つ線形 補正モードＤ／Ａ処理装置３４を実効上不能化する切換点データ入力プロツク４ ０からの信号によって達成させる。

他方、モード選択器４２への画像信号Ｄｉｎが（線形補正モードにおける動作を 呼び出す）切換点ブロック４０において設定された切換点レベルＤｓ−より小さ いならば、入力接続部３２に結ばれた入力４３が三状態化（高インピーダンス） され、そして線形補正モードＤ／Ａ処理装置３４が可能化されてディジタル画像 信号Ｄｉｎをそのアナログ等価値Ｖｉｎに変換する。更に、切換点信号Ｄｓ−が 経路４４を経由して正常線形モードＤ／Ａ処理装置３０の入力４５に供給され、 そしてこの信号はそこから対応するアナログ信号Ｖｓｗとして加合せ器３３に出 力される。このアナログ信号は更に下流で変換されて、そしてレーザダイオード に順バイアスを与えてそれをオンにするための負電圧を与える。

Ｄｉｎが線形補正モードＤ／Ａ処理装置３４（図４）においてそのアナログ等価 値ｖｉｎに変換された後、これは次に下流でパルス幅変調器３６に供給されて制 御信号Ｓ、を発生する０次に更に下流の位置において、制御信号Ｓ、は後程説明 される方法でダイオード「オン」　「オフ」動作を制御するためにＶｓ−に加算 される。

この発明は図５Ａ及び５Ｂにおいて更に詳細に説明される。まず図５Ａに言及す ると、計算機１２からの画像データＤｉｎは接続部３２を通してモード選択器４ ２の比較器ラッチ５０に供給され、ここでクロック５１からのクロックパルスの 立上り縁部においてラッチされる。ラッチされた値は次に大きさ比較器５２にお いて、切換点データ入力ブロック４０におけるＤＩＰスイッチによって設定され そして次に大きさ比較器５２の入力に供給される切換点レベルＤｓ−と比較され る。

この実施例においては正常線形モード処理装置３０（図５Ａ）は１）入力が入力 接続部３２に結ばれている正常線形モードラッチ６０、及び２）入力がラッチ６ ０の出力に結ばれ且つ出力が下流加金せ器３３に結ばれている正常線形モードデ ィジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）　６１によって形成されている。更に、入 力が切換点ブロック４０の出力に結ばれ且つ出力が正常線形モードＤＡＣ６１０ 入力に結ばれている三状態バッファ６２が！１！傭されている。

この実施例においては線形補正モード処理装置３４（図５Ａ）は１）入力が入力 接続部３２に結ばれている線形補正モードラフチロ８、及び２）入力が上流のラ ッチ６８の出力に結ばれ且つ出力が下流のパルス幅変調器３６に結ばれている線 形補正モードＤＡＣ６３がらなっている。更に、入力が切換点データブロック４ ０の出力に結ばれ且つ出力が線形補正モードＤＡＣ６３の入力に結ばれている三 状態バッファ６６が準備されている。

この実施例は、画像信号レベルＤｉｎが切換点レベルＤｓ−に等しいか又はこれ より大きいとき（正常線形モード動作）には大きさ比較器が下流のＯＲゲート５ ８を通して論理的高信号を出力して正常線形モードラッチ６０及びバッファ６６ を可能化する（高インピーダンス状態除去）方法で動作する。この論理的高信号 は又ＯＲゲート５８の出力から分岐させられ、下流のインバータ６５によって反 転させられるバッファ６２及び線形補正モードラッチ６８を工状態化する。この 方法で制御器はダイオードのひざ領域の上にある画像信号値を処理するように準 備される。

画像信号レベルＤｉｎが切換点値Ｄｉｎの上にあるこの正常線形モードにおいて は、画像データはラッチ６０（図５４）から正常線形モードＤＡＣ６１ヘクロツ クインされて、ここでそのアナログ等価値（Ｖｉｎ）に変換され、それから加合 せ器３３へ供給される。更に、バッファ６６が可能化されて、切換点入力４０に おいて設定された切換点信号Ｄｓ−はバッファ６６から信号路６４を経て線形補 正モードＤＡＣ６３の入力に供給される。不能化された線形補正モードラ。

ッチ６Ｂからの出力は高インピーダンスであるので、信号８６４からのディジタ ル切換点値はＤＡＣ６３に入力され、それのアナログ等価値に変換されて、下流 でパルス幅変調器３６に供給される。

線形補正モードＤＡＣ６３から出力された信号νｓｗ（図６における信号ｈ）は 基準信号Ｓ１より常に高いので、パルス幅変調器３６（図４）から加合せ器３３ への出力信号は後程説明されるはずの方法で工状態化される。それゆえ線形モー ドの動作においては加金信号νｉｎである。

他方、画像データ値が切換点ブロック４０（図５Ａ）において設定された選択切 換点より小さいとき、すなわちＤｉｎが線形補正モードの動作を規定するＩ）ｓ ｗより小さいときには、比較器５２からＯＲゲート５８を通る出力は１）線形補 正モードラッチ６８を可能化し、２）正常線形モードラッチ６０を工状態化し、 ３）バッフ７６２を可能化し、且つ４）バッファ６６を工状態化する。この方法 で、バッファ６２からの切換点出力Ｄｓｗは信号路４４に沿って出力されて正常 線形モードＤＡＣ６１によってそれのアナログ等価（ｉｉＶｓｗに変換され、そ して加合せ器３３に供給される。同時に画像信号Ｄｉｎはラッチ６８を通過させ られて、パルス符号変調器３６に供給される前に線形補正モードＤＡＣ６３によ ってそれのアナログ等価値に変換される。

今度は図５Ｂに移ると、この発明の残りの下流部分が示されていて、通常の関数 発生器７０によって基準波形を発生するパルス幅変調器３６が含まれているが、 この基準波形は例示的実施例におけるのこぎり波状波形である。のこぎり波状出 力（図３における信号Ｓ＋）は、画像信号Ｖｉｎ　（図３における信号ＳＺ）の クロック周波数より大きい、且つ望ましくは少なくとも２倍大きい、従ってダイ オードが１画素期間中少なくとも２回オン・オフさせられる、周波数を持ってい る。この実施例においては、関数発生器出力は、画素期間当り、のこぎり波状基 準信号の正確な整数のサイクル数を得るように選択された位相遅延を利用した通 常の方法でデータクロック出力に位相ロックされる。

線形補正ＤＡＣ６３（図５Ａ）からの信号Ｓ２と基準波形Ｓ、との比較は通常の アナログ電圧比較器７２（図５Ｂ）によって行れるが、これには線形補正モード ＤＡＣ６３からＶｉｎ又はＶｓ−を受けるための負入力、基準波入力Ｓ１を受け るための正入力、及びＴＴＬレベル出力がある。

線形補正モードにおいては、レーザダイオードの動作は、ソースが調整可能な電 圧調整器７５に接続されているｎチャネルエンハンスメント形ＭＯ５ＦＥＴスイ ッチ７４（図５Ｂ）によって制御される。スイッチ７４は（図５Ｂに示された極 性を持った）そのゲート−ソース電圧が典型的には０．５ないし１．５ボルトの 範囲にあるＶｓｓ（ｏｎ）　シきい値電圧より小さいときに閉じられ且つ又その ゲート−ソース電圧がこのしきい値電圧を越えたときに開いているような方法で 動作する。電圧比較器出力を、ＴＴＬ論理低出力がスイッチ７４のゲート−ソー ス電圧をＶＧｓ（ｏｎ）　Ｌ、きい値電圧より小さくなるようにし且つＴＴＬ論 理高出力がＶＧｓ（ｏｎ）　Ｌきい値電圧より大きくなるようにする範囲まで下 方へ変換するために、比較器出力は７５で示されたレベル偏移回路に供給される 。レベル偏移は制御器が加減電圧調整器７５からの選択出力電圧で且つ妥当ＴＴ Ｌ出力電圧レベルに対して規定された変化の範囲内で動作することを可能にする 。レベル偏移回路７５はトランジスタ７８を備えていて、そのベースは＋Ｖ供給 源に結ばれた上方抵抗８０、及び−Ｖ供給源に結ばれた下方抵抗８２によってバ イアスされ、そのエミッタは分圧計８４及び直列抵抗８６を通して一■電圧供給 源に結ばれ、且つそのコレクタは＋ｖ電圧源に結ばれている。

比較器７２からの論理高出力に応答して、スイッチ７４のゲートへの入力はデー ト−ソース電圧がスイッチ７４のＶｅｓ（ｏｎ）　シきい値電圧より大きいよう になる。対応的に、電圧比較器７２からの論理低出力に応答して、スイッチ７４ のゲートへの入力はゲート−ソース電圧がＶｃｓ（ｏｎ）　Ｌきい値電圧より小 さいようになる。１ボルトの典型的なＶｃｓ（ｏｎ）　シきい値電圧、及びマイ ナス２ボルトの出力を持った加減電圧調整器９０に対しては、レベル偏移器７５ に対する抵抗器値は、電圧比較器出力がＴＴＬ高レベルであるときにスイッチ７ ４への入力が約−２，０ボルトであり、従ってＶＧＳ（ｏｎ）　＝　Ｏボルトで あってスイッチが開いているように選択される。この方法でスイッチ７４のドレ ーン出力は三状態化されて、加合せ器３３への唯一の入力は正常線形モードＤＡ Ｃ６１からの画像信号Ｖｉｎである。これは正常線形モードの動作において行わ れる。

この実施例においては、分圧計８４のワイパ７７は前述のレベル偏移におけるあ る程度の調整を可能にするためにスイッチ７４のゲートに接続されている。更に 、スイッチ７４のドレーン出力は加合せ抵抗９４を通して帰還抵抗９７を持った 下流の反転加金せ増幅器９５に供給される。更に加合せ増幅器の負入力は又上流 で加合せ抵抗９６を通して正常線形モードＤＡＣ６１の出力に結ばれており、且 つ加合せ増幅器の正入力は接地に結ばれている。線形モードＤＡＣ６１からの信 号及びスイッチ７４の出力からの信号を不適当に加え合わせることを避けるため に、抵抗９４及び９６は整合させられ、且つこれらの抵抗値は上流回路のソース インピーダンスよりはるかに大きい、更に図５Ｂに示されたように、加合せ増幅 器９５は電流駆動増幅器１００によってダイオード１６を駆動する。

正常線形モードの動作においては、（図６における信号Ｓ、が常に論理的低レベ ルであるので）スイッチ７４が常に開いており、従って加合せ増幅器９５への唯 一の入力は正常線形モードＤＡＣ６１からのＶｉｎである。この方法で、レーザ ダイオード出力は信号νｉｎによるダンオードの変調によってだけ調整される。

今度は線形補正モードの動作に言及すると、比較器７２の出力（図３における信 号Ｓ３）が論理的低レベルであり、従ってスイッチゲート７４（図５Ｂ）への入 力がＶｃｓ（ｏｎ）Ｌきい値より小さいときには、スイッチ７４が開かれる。ス イッチ７４が開いていると、加合せ増幅器９５への唯一の入力は０．３７５ボル トの切換点信号ＶＳＷである。この信号はレーザダイオードに逆バイアスを与え てそれをオンにするために加合せ増幅器９５によって（−０，３７５ボルトに） 反転させられる。

しかしながら、線形補正モードにおいては比較器７２からの出力が論理的高レベ ルであるときにスイッチ７４が閉じら軌る。スイッチ７４が閉じると−２，０ボ ルト信号は調整器９０から下流の加合せ増幅器９５に供給されて、ここで正常線 形モードＤＡＣ６１からの０．３７５ボルト切換点信号ＶＳＷに加えられる。こ の和は加合せ増幅器９５によって反転させられて、約１．６ボルトの正の信号出 力を発生し、これは下流のレーザダイオード１６に順バイアスを与える（従って それを止める）、この方法で、線形補正モードにおけるレーザダイオードのオン オフ動作が達成される。

国際調査報告 Ｉａｌ１１１１ｔａ□Ａ刺“螺１ゆｌｌ”ＰＣＴ／ＵＳ８８１０４６１５国際調 査報告　　　、。□／ＬＩＳ　８８／。４６．５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．入力信号レベルの関数としての照明出力を表す特性動作曲線を持った光放出 装置のための制御器であって、前記の曲線には非線形領域、線形領域、及び線形 領域と非線形領域とを接合するひざ部があり、前記の制御器が、ａ．線形領域に ある第１レベル及び非線形領域にある第２レベルを持っていて、レベルが画像の 明るさの関数として変化する入力信号を受信するための受信器装置、ｂ．線形領 域にあるレベルを持った入力信号を受信し、且つ線形領域にある入力信号レベル における変化の線形関数として変化する照明出力を光放出装置に発生させる第１ 出力信号を発生するための装置、並びに ｃ．非線形領域にあるレベルを持った入力信号を受信し、且つ非線形領域にある 入力信号レベルにおける変化の線形関数として変化する照明出力を光放出装置に 発生させる第２出力信号であって、これのレベルが、平均照明出力が発生される ような方法でオン状態とオフ状態との間で光放出装置に交番をさせるように変化 し、光放出装置がオン及びオフ状態にある時間が入力信号レベルの関数であるよ うな前記の第２出力信号を発生するための装置、 を備えている前記の制御器。
2. ２．ａ．入力信号が第１周波数及び第１周期を持っており、且つ ｂ．光放出装置が、第１周期中第１周波数より大きい周波数において、各信号レ ベルが画像の画素を発生するような方法でオン壮健とオフ状態との間で交番させ られる、請求項１に記載の制御器。
3. ３．第２出力信号発生装置が、線形領域にあるオン状態と非線形領域にあるオフ 状態との間で光放出装置が交番させられるような方法で動作する、請求項１に記 載の制御器。
4. ４．第２出力信号発生装置が、オフ状態時に実質上照明出力がないように光放出 装置を動作させる、請求項３に記載の制御器。
5. ５．受信装置が、 ａ．入力信号レベルを検出して、入力信号のレベルが線形領域にあるときに第１ 制御信号を発生し且つ又入力信号レベルが非線形領域にあるときに第２制御信号 を発生するための装置、並びに ｂ．第１制御信号に応答して第１出力信号を発生するための第１装置、及び第２ 制御信号に応答して第２出力信号を発生するための第２装置、 を備えている、請求項４に記載の制御器。
6. ６．第２信号発生装置が、 ａ．第１周波数より大きい周波数を持った基準信号を発生するための装置、及び ｂ．基準信号のレベルを入力信号のレベルと比較し且つこれらの間の差信号を第 ２出力信号として発生するための装置、を備えている、請求項２に記載の制御器 。
7. ７．ａ．基準信号発生装置が、一定の周波数及び一定の最大信号レベルを持った 基準信号を発生するための装置を備えており、且つ ｂ．入力信号のレベルを基準信号のレベルと比較し、且つ差信号が入力信号及び 基準信号のレベルにおける差の関数であるパルス幅を持つような方法で差信号を 発生するための装置を備えており、且つ ｃ．第２出力信号発生装置が、差信号のパルス幅の関数としてオン状態とオフ状 態との間で光放出装置を交番させるための装置を備えている、 請求項６に記載の制御器。
8. ８．差信号発生装置が、基準信号のレベルに対する入力信号のレベルにおける変 化を検出し、且つ基準信号のレベルが入力信号のレベルを越えたときを決定して 差信号を発生させるようにするための装置を備えている、請求項７に記載の制御 器。
9. ９．基準信号発生装置がのこぎり波発生装置からなっている、請求項８に記載の 制御器。
10. １０．検出装置が、 ａ．線形領域においてひざ部の近くにあるレベルを持ったしきい値信号を発生す るための装置、 ｂ．しきい値信号レベルを入力信号のレベルと比較し、且つ入力信号のレベルが しきい値信号レベルを越えたときに第１制御信号を発生し且つ又しきい値信号レ ベルが入力信号のレベルを越えたときに第２制御信号を発生するための装置、を 備えている、請求項９に記載の制御器。