JPH027236A - 半導体レーザ駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザ駆動装置に関し、さらに詳し
くいうと、光学的に情報の記録・再生を行う情報記録・
再生装置等の光源として用いられる半導体レーザの駆動
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は、例えば特開昭６０−２６３３４９号公報に示
された従来の半導体レーザ駆動装置であり、主として、
発光部（１）、受光部（２）、プリント配線基板（３）
からなっている。まず、発光部（１）において、円形の
金属基板（４）上にヒートシンクとしてヘッダ（５）が
取付けられ、このヘッダ（５）の平面状の上部端面に、
２つの半導体レーザ光源からなる半導体レーザアレイ（
６）が取付けられている。また、円柱状の集光レンズ（
７）の下端は金属基板（４）の中心孔（４ａ）にはめ合
わせられている。（８）は３本の第１のステムで、１本
は図示を省略しである。この第１のステム（８）が、半
導体レーザアレイ（６）の各半導体レーザ光源に接続線
（図示省略）を介して接続されている。また、この第１
のステム（８）は、金属基板（４）のガラス充填材（９
）によって充填された透孔（９ａ）を介して金属基板（
４）の下方に延在し、プリント配線基板（３）に取付け
られている。パッケージ（１０）は、その中心孔（１０
ａ）にガラス板（１１）を貼合わせて、ヘッダ（５）を
覆うように金属基板（４）に固定されている。そして、
半導体レーザアレイ（６）の２つの半導体レーザ光源か
ら、前方光（１２ａ）。

（１２ｂ）および後方光（１３ａ）、（１３ｂ）が出射
される。前方光（１２ａＬ（１２ｂ）は情報記録媒体に
照射され、これにより情報の記録・再生が行われる。ま
た、後方光（１３ａ）（１３ｂ）は、後述するようＫ、
前方光（１２ａ）（１２ｂ）の光出力の制御に用いられ
る。次に、受光部（２）において、透明ブロック（１４
）の内部には１対の光検知器（１５ａ）（１５ｂ）が埋
込まれている。（１６）は透明ブロック（１４）の両端
ＶＣ３本突出された第２のステムである（１本図示省略
）。この第２のステム（１６）は、その内端部が透明ブ
ロック（１４）の内部で光検知器（１５ａ）（１５ｂ）
に接続されるとともに、その外端部がプリント配線基板
（３）に取付けられている。また、プリント配線基板（
３）゛には、金属基板（４）の中心孔（４ａ）に対応す
る透孔（３ａ）が設けられている。

以上の構成により、発光部（１）の金属基板（４）の中
心孔（４ａ）およびプリント配線基板（３）の透孔（３
ａ）に対応する位ｗＫ、受光部（２）の１対の光検知器
（１５ａ）（１５ｂ’）が位置決めされており、半導体
レーザアレイ（６）から出射された後方光（１３ａ）（
１３ｂ）は、円柱状の集光レンズ（力によって分離され
、それぞれ別々に光検知器（１５ａ’）（１５ｂ）に入
射して焦点を結ぶ。従って、半導体レーザアレイ（６）
の各半導体レーザ光源から出射される前方光（１２ａ）
（１２ｂ）の光出力の制御を、後方光（１３ａ）（１３
ｂ）を受光する１対の光検知器（１５ａ）（１５ｂ）の
出力信号を用いて、各々の半導体レーザ光源の駆動回路
（図示せず）を動作させることにより達成することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の半導体レーザ駆動装置は以上のように構成されて
いるので、半導体レーザアレイ（６）の前方光（１２ａ
）（１２ｂ）に情報記録媒体などからの反射による戻り
光があると、前方光（１２ａ）対後方光（１３ａ）、お
よび前方光（１２ｂ）対後方光（１３ｂ）の光出力比が
変化する。そのため、前方光（１２ａ）（１２ｂ）の光
出力制御を、後方光（１３ａ）（１３ｂ）を用い【正確
に行うことができなかった。また、光検知器（１５ａ）
（１５ｂ）に後方光（１３ａ）（１３ｂ）を集光させる
ため罠、集光レンズ（７）をパッケージ（１０）の狭い
内部に位置決めするのが大変難しかった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、複数の半導体レーザ光源の前方光の光出力を
正確に制御できるとともに、光検知器への分離を行う分
離手段の位置決めを容易になしうる半導体レーザ駆動装
置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、複数の半導体
レーザ光源からの前方光の一部を利用し、臨界角プリズ
ムで複数の前方光を分離し、これを複数の光検知器で受
光し、電気回路で個別の光出力を検出し、この検出した
光出力に基づいて前方光の光出力を制御する。

〔作　用〕

この発明においては、複数の光検知器で検出された光出
力は、複数の半導体レーザ光源からの前方光の一部のも
のであり、半導体レーザ光源の前方光に戻り光がある場
合でも、その影響を受けることはない。また、半導体レ
ーザ光源から後方光を出射する必要がないので、パッケ
ージ内に集光レンズを設ける必要がない。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示（、図において、符号
（６）　（１２ａ　）（１２ｂ　）（１５ａ　）および
（１５ｂ）は第５図におけると同様の部分である。コリ
メータレンズ（１７）は半導体レーザアレイ（６）の各
半導体レーザ光源からの前方光（１２ａ）（１２ｂ）を
平行光にする。ビームスプリッタ（１８）は平行光であ
る前方光（１２ａ）（１２ｂ）が入射し、それぞれの透
過光（１２ｃ）（１２＋：Ｎは情報記録媒体（図示せず
）に照射され、これにより情報の記録・再生が行われる
。臨界角プリズム（１９）はビームスプリッタ（１８）
からのそれぞれの反射光（１２ｅ）（１２ｆ）を分離す
るもので、ビームスプリッタ（１８）からの反射光（１
２ｅ）は、一部の斜面（１９ａ）において、臨界角より
大きい入射角のため全反射して反射光（１２ｇ）となり
、光検知器（１５ａ）で受光される。また、ビームスプ
リッタ（１８）からの反射光（１２１は、一部の斜面（
１９ａ）において臨界角より小さい入射角のため屈折し
て透過光（１２ｈ）となり、また数パーセントの割合で
はあるが反射して反射光（１２ｉ’ｌとなる。そうして
、透過光（１２ｈ）が光検知器（１５ｂ）で、反射光（
１２ｉ）が光検知器（１５ａ）で受光される。Ｉ　−Ｖ
変換器（２０）および（２１）は光検知器（１５ａ）（
１５ｂ）の検知電流をそれぞれ電圧に変換する。（２２
）はに倍の増幅器であり、Ｋはビームスプリッタ（１８
）からの反射光（１２ｆ）が臨界角プリズム（１９）の
−部の斜面（１９ａ）で透過光（１２ｈ）と反射光（１
２ｉ　）に分割する割合比であり、反射率／透過量であ
る。

減算器（２３）は、光検知器（１５ａ）で受光された光
出力から、前述のに倍された光検知器（１５ｂ）で受光
された光出力を差し引いて出力する。（２４）は７７倍
の増幅器であり、Ｋｔはビームスプリッタ（１８）から
の反射光（１２ｆ）が臨界角プリズム（１９）の一部の
斜面（１９ａ）で透過光（１２ｈ）になる割合を表わす
透過率である。（２５）および（２６）は半導体レーザ
アレイ（６）の２つの半導体レーザ光源をそれぞれ別々
に駆動する駆動回路（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ
　Ｃｏｎｔｏｒｏｌｅｒ　＝　ＡＰＣ）で、減算器（２
３）に駆動回路（２５）が、増幅器（２４）に駆動回路
（２６）が接続されている。

次に動作について説明する。半導体レーザアレイ（６）
の２つの半導体レーザ光源から出射された前方光（１２
ａ）（１２ｂ）の光軸は、互いに平行で一定距離ｄだけ
離間しているので、コリメータレンズ（１７）で平行光
にした際、前方光（１２ａ）（１２ｂ）の光軸に相対的
に傾きが生じ、ビームスプリッタ（１８）の反射光（１
２ｅ）（１２ｆ）の光軸にも同等の傾きがある。このビ
ームスプリッタ（１８）の反射光（１２ｅ）（１２ｆ）
が入射する臨界角プリズム（１９）の一部の斜面（１９
ａ）において、反射光（１２ｅ）の入射角は臨界角より
大きくなるように、逆に、反射光（１２１０入射角は臨
界角より小さくなるように臨界角プリズム（１９）が位
置決めされており、これらの入射光に対する透過および
反射について第２図で説明する。

第２図において、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒
質に光が入射するとき、入射角θｌなる入射光Ａ１はス
ネルの法則（１）式から（２）式のように屈折角θ２な
る透過光Ａ２と一部、数パーセントの割合ではあるが反
射角θｌなる反射光Ａ３になる。

ｎ５ｓｉｎθｔ＝１１２ｓｉＩｌθ２（１）ｓｉｎθ２
　＝　−ｓｉｎθ１（２） また、（３）式の条件で、透過光Ａ２の屈折角θ２が９
０°となる場合の入射光Ａｌの入射角θ１は、スネルの
法則（１）式から、（４）式のようになり、θＣを臨界
角という。

ｎｓ　　＞　　Ｂ２（３） ｓｉｎθＩ　＝　−５ｉｆｔθ２ ＝−！！−！（θ２＝９０”１ ＝８ｉｎａｃ（４） この臨界角θＣより大きい入射角θ３なる入射光Ｂ１は
全反射し、反射角θ３なる反射光Ｂ２になる。ここで、
第１図の臨界角プリズム（１９）の屈折率をｒ＋１　（
ｎｘ　＞　１．０）　、空気の屈折率をＢ２（ｎ２＝＝
１．０）とすると、Ｂ２より０１の方が大きいので、（
３）式の条件が成立ち、臨界角プリズム（１９）の−部
の斜面（１９ａ）において臨界角が存在し、ビームスプ
リッタ（１８）からの反射光（１２ｅ）は、入射光Ｂ１
が全反射してＢ２となるように、全反射して反射光（１
２ｇ）となる。また、ビームスプリッタ（１８）からの
反射光（１２ｆ）は、入射光ＡＩが透過光Ａ２と反射光
Ａ３となるように、屈折して透過光（１２ｈ”ｌと一部
、数パーセントの割合ではあるが反射光（１２’ｉ）と
なる。

よって、臨界角プリズム（１９）で、ビームスプリッタ
（１８）からの反射光（１２ｅ）、（１２ｆ）のそれぞ
れの反射光（１２ｇ）（１２ｉ）は分離されずに光検知
器（１５ａ）に受光されるが、ビームスプリッタ（１８
）からの反射光（１２ｆ）の透過光（１２ｈ）は完全に
分離されて光検知器（１５ｂ）Ｋ受光される。さらに、
光検知器（１５ｂ）の検知電流をＩ　−ＶＫ換するＩ−
Ｖ変換器（２１）の出力から、臨界角プリズム（１９）
からの透過光（１２ｈ）の透過率のＫ”を倍の増幅器（
２４）でビームスプリッタ（１８）からの反射光（１２
ｆ）分の光出力が検出できる。

また、前述のＩ−Ｖ変換器（２１）の出力から、臨界角
プリズム（１９）からの透過光（１２ｈ）の透過率と反
射光（１２ｉ）の反射率の割合比のに倍の増幅器（２２
）で反射光（１２ｉ”１分の光出力が検出でき、光検知
器（１５ａ’）の検知電流をＩ　−Ｖ変換するＩ−Ｖ変
換器（２０）の出力から差し引く減算器（２３）で、ビ
ームスプリッタ（１８）からの反射光（１２ｅ）分の光
出力が検出できる。

従って、半導体レーザアレイ（６）の２つの半導体レー
ザ光源から出射された前方光（１２ａ）（１２ｂ）は、
ビームスプリッタ（１８）からの反射光（１２ｅ）（１
２ｆ）としてそれぞれ別々に減算器（２３）、増幅器（
２４）で検出され、この検出された光出力に基づいて、
駆動回路（２５）（２６）により、半導体レーザ光源か
ら出射される各前方光（１２ａ）（１２ｂ）の光出力を
それぞれ制御することができる。

また、臨界角プリズム（１９）の一部の斜面（１９ａ）
において、前述のビームスプリッタ（１８）かラノ反射
光（１２１の反射光（１２ｉ）がほとんど無視できる場
合、透過光（ｘ２ｈ）の光出力は反射光（１２１の光出
力とほぼ同等となり、他の実施例として第３図に示すよ
うに、ビームスプリッタ（１８）からの反射光（１２ｅ
）（１２ｆ）は臨界角プリズム（１９）の一部の斜面（
１９ａ）でそれぞれ反射光（１２ｇ）と透過光（１２ｈ
）、に分離することができ、それぞれ別々に光検知器（
１５ａ）（１５ｂ）に受光される。従って、半導体レー
ザアレイ（６）の２つの半導体レーザ光源から射出され
た前方光（１２ａ）（１２ｂ’ｌはビームスプリッタ（
１８）からの反射光（１２ｅ）（１２ｆ）として、それ
ぞれ別々にＩ　−’Ｖ変換器（２０）（２１）で検出さ
れ、この検出された光出力に基づいて駆動回路（２５）
（２６）により半導体レーザ光源から出射される各前方
光（１２ａ）（１２ｂ）の光出力をそれぞれ制御するこ
とができる。

以上から複数の半導体レーザ光源の場合も同様に、複数
の臨界角プリズムで入射光の分離を行い各入射光の光出
力の検出には臨界角プリズムの一部の斜面における、臨
界角より小さい入射角の入射光の透過率と反射光の反射
率でなる補正係数Ｋ。

青を用いた信号生成回路で行い、この検出された光出力
に基づいて各駆動回路により半導体レーザ光源から出射
される各前方光の光出力をそれぞれ制御することができ
る。

なお、上記実施例では、ビームスプリッタ（１８）で半
導体レーザアレイ（６）の前方光（１２ａ）（１２ｂ）
の光出力の制御をするためＫ、反射光（１２ｅ）（１２
ｆ）を反射させたものを示したが、別の実施例として第
４図に示すように平行光をビーム整形する三角プリズム
（２７）であってもよく、平行光にされた前方光（ｘ２
ａ）（１２ｂ）がその斜面（２７ａ）に入射すると、そ
れぞれの透過光（１２Ｃ）（１２ｄ）はビーム整形され
、斜面（２Ｓａ）で反射された反射光（１２ｅ）（１２
ｆ）は前出の実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、半導体レーザアレイの複数
の半導体レーザ光源からの前方光の一部を反射させた反
射光を臨界角プリズムで分離し、それぞれを別々に複数
の光検知器で光出力を検出し、この検出された反射光の
光出力に基づいて、各半導体レーザ光源の光出力をそれ
ぞれ制御するようにしたので、前方光の光出力を正確に
制御することができ、また、分離手段である臨界角プリ
ズムの位置決めを容易に行うことができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の光路図、第２図は第１図
のものの動作説明線図、第３図および第４図はそれぞれ
他の実施例の光路図、第５図は従来の半導体レーザ駆動
装置の側断面図である。 （６）・・半導体レーザアレイ（複数個の半導体レーザ
光源）、（１２ａ）（１２ｂ）φ−前方光、（１２ｄ）
（１２ｃ）（１２ｈ）’　”Ｍ過充、（１２ｅ）（１２
ｆ）（１２ｇ”１（１２ｉ）６６反射光、（１５ａ）（
１５ｂ）・・光検知器、（１７）・Φコリメータレンズ
、（１８）−・ビームスプリッタ、（１９）・・臨界角
プリズム（光学的分離手段）、（１９ａ）・・斜面、（
２０）（２１）・・Ｉ−Ｖ変換器、（２２）（１）・・
増幅器、（２３）・・減算器、（２５）（２６）・・駆
動回路、（２７）・・三角プリズム、（２７ａ　）Φ・
斜面。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 氾４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の半導体レーザ光源と、この複数個の半導体レー
   ザ光源からの複数の前方光を平行光にするコリメータレ
   ンズと、このコリメータレンズからの平行光を複数の透
   過光および反射光に分割するビームスプリッタと、この
   ビームスプリッタで分割した複数の透過光および反射光
   のいずれか一方を少なくとも１面以上の臨界角を有する
   斜面で屈折した透過光と反射光に分離する光学的分離手
   段と、この分離した透過光と反射光を個別に受光する複
   数個の光検知器と、この複数個の光検知器に接続されて
   上記光学的分離手段に入射する上記ビームスプリッタか
   らの複数の透過光および反射光のいずれかのそれぞれの
   光出力として得る電気的信号生成手段と、複数個の上記
   半導体レーザ光源にそれぞれ接続され上記電気的信号生
   成手段からのそれぞれの光出力に基づいてそれぞれの上
   記半導体レーザ光源の上記前方光の光出力の制御を行う
   複数個の駆動回路とを備えてなる半導体レーザ駆動装置
   。