JPH03232284A - Semiconductor laser drive circuit - Google Patents

Semiconductor laser drive circuit

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JPH03232284A
JPH03232284A JP2029099A JP2909990A JPH03232284A JP H03232284 A JPH03232284 A JP H03232284A JP 2029099 A JP2029099 A JP 2029099A JP 2909990 A JP2909990 A JP 2909990A JP H03232284 A JPH03232284 A JP H03232284A
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幸雄 吉川
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石井 彪
Yoshihiro Oyama
大山 吉博
Shinichi Sato
伸一 佐藤
Ichiro Shinoda
篠田 一郎
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Abstract

PURPOSE:To prevent abnormal operation from occurring by a method wherein an abnormality is detected when it occurs so as to output an emergency signal comparing the monitored signal with a reference signal when the monitored signal varies much as compared with a reference signal. CONSTITUTION:When an abnormality occurs in a laser diode 1a, a photodiode 1b, or an automatic light quantity control mechanism, the voltage of a monitored signal decreases sharply or gradually in level, and a state signal LDREADY is made to turn from a low level to a high level again due to the action of a comparator 25 when the monitored signal becomes lower than the reference voltage. The change of the state signal LDREADY in level is transmitted to the set terminal S of an RS flip-flop 31 through an opened AND gate 30, and an output signal which appears at an output terminal Q is outputted as an abnormality signal LDNG. This abnormality signal informs that an abnormality occurs in a host system or a peripheral equipment and is inputted into the inversion input terminal of an AND gate 24 which constitutes a forced stop circuit, an analog switch 7 becomes electrically conductive, a control circuit and a power circuit are made to stop operating, and the laser diode 1a is forcedly turned off.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザの駆動回路に関し、特に半導体レ
ーザやレーザ出力制御に使う受光素子の故障や劣化に起
因する異常を検出する技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a driving circuit for a semiconductor laser, and more particularly to a technique for detecting an abnormality caused by failure or deterioration of a semiconductor laser or a light receiving element used for laser output control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から、半導体レーザは種々の情報機器のヘッド部品
として広く用いられてきている。例えば、コンパクトデ
ィスクプレーヤの情報読出しヘッド、光デイスクメモリ
の情報読出し書込用ヘッド、PO8端末機器に内蔵され
るバーコードリーダのヘッド、あるいはレーザビームプ
リンタの印字ヘッド等に使われている。
Semiconductor lasers have been widely used as head components of various information devices. For example, it is used in the information read head of a compact disc player, the information read/write head of an optical disc memory, the head of a barcode reader built into a PO8 terminal device, or the print head of a laser beam printer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した種々の情報機器において、半導体レーザは最重
要部品であり、半導体レーザが故障劣化等の原因により
正常に機能しないにも係わらず、情報機器を動作させた
場合には、正しい情報処理を行なう事ができないという
問題点がある。特に赤外線を放射する半導体レーザの場
合には、可視光でない為、半導体レーザが故障あるいは
劣化していても容易に認識する事ができない。故障ある
いは劣化状態において、光デイスクメモリやレーザビー
ムプリンタを動作させると、入力された情報が失われる
可能性がある。
In the various information devices mentioned above, the semiconductor laser is the most important component, and if the information device is operated even though the semiconductor laser is not functioning properly due to failure or deterioration, it is necessary to perform correct information processing. The problem is that it cannot be done. In particular, in the case of a semiconductor laser that emits infrared rays, it is not visible light, so even if the semiconductor laser is broken or deteriorated, it cannot be easily recognized. If an optical disk memory or laser beam printer is operated in a malfunctioning or deteriorated state, input information may be lost.

さらにこれら情報機器においては、レーザビームの光量
を定常状態において一定に維持する為、レーザビーム光
量を検出する受光素子を含む自動光量制御回路を内蔵し
ているのが一般的である。
Furthermore, in order to maintain the light intensity of the laser beam constant in a steady state, these information devices generally include an automatic light intensity control circuit that includes a light receiving element that detects the laser beam intensity.

この受光素子が故障あるいは劣化しているにも係わらず
半導体レーザの駆動を続けると、過大な駆動電流が半導
体レーザに流れ異常に高出力のレーザビームにより人間
の目に損傷を与える危険性があるという問題点がある。
If the semiconductor laser continues to be driven even though this photodetector has failed or deteriorated, an excessive drive current will flow through the semiconductor laser and there is a risk of damage to human eyes due to the abnormally high output laser beam. There is a problem.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は半導体レ
ーザや受光素子の故障劣化に起因する異常事態を直ちに
検出しCPU、周辺機器あるいはオペレータに警告して
事故を未然に防止する事のできる半導体レーザ駆動回路
を提供する事を目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the conventional technology, the present invention is capable of immediately detecting an abnormal situation caused by failure or deterioration of a semiconductor laser or a light-receiving element, and warning the CPU, peripheral equipment, or operator to prevent accidents from occurring. The purpose is to provide a semiconductor laser drive circuit.

上記目的を達成する為に、本発明にかかる半導体レーザ
駆動回路は第1図に示す基本構成を有している。即ち、
図示する様に半導体レーザ駆動回路は、レーザダイオー
ドパッケージ1を有しており、パッケージ1の中には半
導体レーザ例えばレーザダイオード1aと受光素子例え
ばフォトダイオード1bが収納されている。フォトダイ
オード1bはレーザダイオード1aから放射されるレー
ザビームを受光し光電変換して対応する電気信号を出力
する。フォトダイオード1bにはモニタ回路101が接
続されており、電気信号をモニタしレーザビーム光量の
変動に応じたモニタ信号を出力する。モニタ回路101
には制御回路102が接続されており、モニタ信号と所
定の基準信号を比較しその差分に応じた制御信号を出力
する。制御回路102には電力回路103が接続されて
おり、制御信号に従って差分を打消す様に駆動電力をレ
ーザダイオード1aに供給する。この様に、レーザダイ
オードla、フォトダイオードlb、モニタ回路101
1制御回路102及び電力回路103によりサーボルー
プを形成し、レーザビーム光量の自動制御を行なってい
る。モニタ回路101には異常検出回路104が接続さ
れており、基準信1号とは異なる参照信号とモニタ信号
とを比較する事により異常を検出し異常信号LDNGを
出力する。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser drive circuit according to the present invention has a basic configuration shown in FIG. That is,
As shown in the figure, the semiconductor laser drive circuit has a laser diode package 1, and the package 1 houses a semiconductor laser such as a laser diode 1a and a light receiving element such as a photodiode 1b. The photodiode 1b receives the laser beam emitted from the laser diode 1a, photoelectrically converts it, and outputs a corresponding electric signal. A monitor circuit 101 is connected to the photodiode 1b, which monitors the electrical signal and outputs a monitor signal according to fluctuations in the amount of laser beam light. Monitor circuit 101
A control circuit 102 is connected to the control circuit 102, which compares the monitor signal with a predetermined reference signal and outputs a control signal according to the difference. A power circuit 103 is connected to the control circuit 102, and supplies driving power to the laser diode 1a so as to cancel out the difference according to the control signal. In this way, the laser diode la, photodiode lb, and monitor circuit 101
A servo loop is formed by a control circuit 102 and a power circuit 103 to automatically control the amount of laser beam. An abnormality detection circuit 104 is connected to the monitor circuit 101, and detects an abnormality by comparing the monitor signal with a reference signal different from the reference signal No. 1, and outputs an abnormality signal LDNG.

好ましくは制御回路102は、異常信号LDNGに応答
してレーザダイオード1aを強制的に消灯する為の強制
消灯回路を含んでいる。
Preferably, the control circuit 102 includes a forced extinguishing circuit for forcibly extinguishing the laser diode 1a in response to the abnormality signal LDNG.

さらに好ましくは、異常検出回路104は基準信号の大
きさに比べて小さく設定された参照信号に対してモニタ
信号が下回る時異常信号を出力しレーザダイオード1a
又はフォトダイオード1bの出力低下異常を警告する様
になっている。加えて、異常検出口′jF1104は点
灯信号LDONに応答して、レーザダイオード1aの始
動期間中異常検出動作を停止する様になっており、誤検
出を防止している。
More preferably, the abnormality detection circuit 104 outputs an abnormality signal when the monitor signal is lower than a reference signal set to be smaller than the reference signal, and outputs an abnormality signal to detect the abnormality in the laser diode 1a.
Or, it is designed to warn of an abnormality in the output drop of the photodiode 1b. In addition, the abnormality detection port 'jF1104 is adapted to stop the abnormality detection operation during the starting period of the laser diode 1a in response to the lighting signal LDON, thereby preventing erroneous detection.

〔作  用〕[For production]

本発明によれば、レーザダイオード、フォトダイオード
あるいは自動光量制御サーボループに異常が発生し、モ
ニタ信号が基準信号に比べて大きく変動した場合には直
ちに異常信号を出力する様になっている。この異常信号
はレーザダイオードの故障や劣化によりレーザビーム光
量が低下あるいは消滅した場合に出力される。あるいは
フォトダイオードの故障断線によりモニタ信号が低下し
サーボループを介してレーザダイオードが過大発光する
危険性のある場合に出力される。
According to the present invention, if an abnormality occurs in the laser diode, photodiode, or automatic light amount control servo loop and the monitor signal fluctuates significantly compared to the reference signal, an abnormality signal is immediately output. This abnormality signal is output when the amount of laser beam light decreases or disappears due to failure or deterioration of the laser diode. Alternatively, it is output when there is a risk that the monitor signal will drop due to a photodiode failure and the laser diode will emit excessive light via the servo loop.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明
する。第2図は本発明にかかる半導体レーザ駆動回路の
詳細回路図である。図示する様に、半導体レーザ駆動回
路はレーザダイオードパッケージ1を有している。この
パッケージの中には、レーザダイオード1aが収納され
ており、そのアノード端子は電源ラインVCCに接続さ
れている。さらに、フォトダイオード1bを収納してお
り、そのカソード端子は電源ラインvccに接続されて
いる。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a semiconductor laser drive circuit according to the present invention. As shown in the figure, the semiconductor laser drive circuit has a laser diode package 1. A laser diode 1a is housed in this package, and its anode terminal is connected to the power supply line VCC. Furthermore, a photodiode 1b is housed, and its cathode terminal is connected to the power supply line vcc.

半導体レーザ駆動回路はさらに、モニタ回路、制御回路
、電力回路及び異常検出回路とから構成されている。モ
ニタ回路は、フォトダイオード1bのアノード端子と接
地ラインの間に挿入された電流電圧変換抵抗2を有して
いる。この抵抗2はフォトダイオード1bから出力され
たフォト電流を対応する電圧に変換する。抵抗2の一端
は差動増幅器3の正入力端子に接続されている。また差
動増幅器3の負入力端子と出力端子は結線されている。
The semiconductor laser drive circuit further includes a monitor circuit, a control circuit, a power circuit, and an abnormality detection circuit. The monitor circuit has a current-voltage conversion resistor 2 inserted between the anode terminal of the photodiode 1b and the ground line. This resistor 2 converts the photocurrent output from the photodiode 1b into a corresponding voltage. One end of the resistor 2 is connected to the positive input terminal of the differential amplifier 3. Further, the negative input terminal and output terminal of the differential amplifier 3 are connected.

それ故、差動増幅器3はバッファとして作用しインピー
ダンスを変換した上でその出力端子にモニタ信号を出力
する。このモニタ信号の電圧レベルはフォトダイオード
1bの受光光量に比例している。
Therefore, the differential amplifier 3 acts as a buffer, converts the impedance, and then outputs a monitor signal to its output terminal. The voltage level of this monitor signal is proportional to the amount of light received by the photodiode 1b.

制御回路は、積分抵抗4、差動増幅器5、積分コンデン
サ6及びアナログスイッチ7とから構成されている。積
分抵抗4は差動増幅器3の出力端子と差動増幅器5の負
入力端子の間に接続されており、積分コンデンサ6は差
動増幅器5の負入力端子と出力端子の間に接続されてい
る。さらに差動増幅器5の正入力端子には予め設定され
た電圧を有する基準信号が人力されている。これら抵抗
4、差動増幅器5及び積分コンデンサ6は積分回路を構
成しモニタ信号と基準信号の差分に応じた制御信号を出
力する。さらにアナログスインチアは差動増幅器5の負
入力端子と出力端子の間に挿入されている。加えて、こ
の制御回路は2個の入力端子を有するアンドゲート24
からなる強制消灯回路を含んでいる。アンドゲート24
の一方の入力端子にはレーザダイオード1aの点灯を指
示する点灯信号LDONが人力される様になっており、
他方の入力端子には異常信号LDNGが入力される様に
なっている。そして出力端子はアナログスイッチ7に接
続されており、この導通状態を制御する。
The control circuit includes an integrating resistor 4, a differential amplifier 5, an integrating capacitor 6, and an analog switch 7. Integrating resistor 4 is connected between the output terminal of differential amplifier 3 and the negative input terminal of differential amplifier 5, and integrating capacitor 6 is connected between the negative input terminal and output terminal of differential amplifier 5. . Furthermore, a reference signal having a preset voltage is input to the positive input terminal of the differential amplifier 5. These resistor 4, differential amplifier 5, and integrating capacitor 6 constitute an integrating circuit and output a control signal according to the difference between the monitor signal and the reference signal. Furthermore, an analog sincheon is inserted between the negative input terminal and the output terminal of the differential amplifier 5. In addition, this control circuit includes an AND gate 24 having two input terminals.
It includes a forced lights-off circuit consisting of: and gate 24
A lighting signal LDON instructing the laser diode 1a to turn on is manually input to one input terminal of the
An abnormality signal LDNG is input to the other input terminal. The output terminal is connected to an analog switch 7 to control this conduction state.

電力回路は一対の分圧抵抗8及び9、駆動トランジスタ
10及び電圧電流変換抵抗11とから構成されている。
The power circuit includes a pair of voltage dividing resistors 8 and 9, a driving transistor 10, and a voltage-current converting resistor 11.

トランジスタ10のベース端子は一方の分圧抵抗8を介
し5て差動増幅器5の出力端子に接続されており、コレ
クタ端子はレーザダイオード1aのカソード端子に接続
されており、エミッタ端子は抵抗Ilを介して接地され
ている。
The base terminal of the transistor 10 is connected to the output terminal of the differential amplifier 5 via one voltage dividing resistor 8, the collector terminal is connected to the cathode terminal of the laser diode 1a, and the emitter terminal is connected to the resistor Il. is grounded through.

異常検出回路はコンパレータ25を有する。コンパレー
タ25の負入力端子にはモニタ信号が入力されており、
正入力端子には参照信号が入力されている。直列に接続
された分圧抵抗28.27及び28により、参照信号の
電圧レベルは基準信号の電圧レベルよりも低く所定の値
に設定されている。本実施例においては、参照信号の大
きさは基準信号に比べて5%低く設定されている。コン
パレータ25の出力端子にはモニタ信号及び参照信号の
大小の関係によってその電圧レベルが反転する状態信号
LDREADYが出力される。異常検出回路はさらに三
人カアンドゲート30を有する。アンドゲート30の第
1の入力端子にはコンパレータ25の出力端子が接続さ
れており、第2の反転入力端子には点灯信号LDONが
入力される様になっており、第3の反転入力端子には遅
延回路29を介して点灯信号LDONが入力される様に
なっている0そしてアンドゲート30の出力端子にはR
Sフリップフロップ31のセット端子Sが接続されてい
る。又、RSフリップフロップ31のリセット端−r−
Rにはクリア回路32が接続されている。このクリア回
路32は電源投入時においてフリップフロップ31をリ
セットする為のものである。フリ・ツブフロ・ツブ31
の出力端子Qには異常信号LDNGが出力される。
The abnormality detection circuit has a comparator 25. A monitor signal is input to the negative input terminal of the comparator 25,
A reference signal is input to the positive input terminal. The voltage level of the reference signal is set to a predetermined value lower than the voltage level of the reference signal by the voltage dividing resistors 28, 27 and 28 connected in series. In this embodiment, the magnitude of the reference signal is set to be 5% lower than the reference signal. A state signal LDREADY is output to the output terminal of the comparator 25, the voltage level of which is inverted depending on the magnitude relationship between the monitor signal and the reference signal. The abnormality detection circuit further includes a three-man gate 30. The output terminal of the comparator 25 is connected to the first input terminal of the AND gate 30, the lighting signal LDON is input to the second inverting input terminal, and the lighting signal LDON is input to the third inverting input terminal. is such that the lighting signal LDON is inputted via the delay circuit 29, and the output terminal of the AND gate 30 is connected to R.
A set terminal S of the S flip-flop 31 is connected. Also, the reset terminal -r- of the RS flip-flop 31
A clear circuit 32 is connected to R. This clear circuit 32 is for resetting the flip-flop 31 when the power is turned on. Furi TubuFuro Tubu 31
An abnormality signal LDNG is output to the output terminal Q of.

上述した実施例においては、アンドゲート24及び30
、遅延回路29及びフリップフロップ31は個々の回路
要素から構成されているが、これらは半導体レーザ制御
機構に内蔵されるマイクロコンピュータによりソフトウ
ェア的に構成する事もできる。
In the embodiment described above, AND gates 24 and 30
, the delay circuit 29, and the flip-flop 31 are constructed from individual circuit elements, but these can also be constructed using software using a microcomputer built into the semiconductor laser control mechanism.

次に第2図に示す半導体レーザ駆動回路の動作を説明す
る。まず、自動光量制御動作について説明する。点灯信
号LDONが低レベルになるとアンドゲート24を介し
てアナログスイッチ7が非導通状態となり、制御回路及
び電力回路が動作を始め、レーザダイオード1aは発光
しそのレーザビーム光量に比例したフォト電流がフォト
ダイオード1bに発生する。このフォト電流は電流電圧
変換抵抗2によって対応する電圧に変換され、差動増幅
器3によりインピーダンス変換が行なわれた後、モニタ
信号となって差動増幅器3の出力端子に表われる。従っ
てこのモニタ信号はフォトダイオード1bの受光光量に
比例した電圧を有する信号である。積分抵抗4、差動増
幅器5及び積分コンデンサ6により積分器が形成されて
おり、差動増幅器5の正入力端子に印加されている基準
信号Vrefと負入力端子に印加されているモニタ信号
の電圧差に応じて積分コンデンサ6が充放電される。こ
の結果、差動増幅器5の出力端子には差分に応した出力
電圧を有する制御信号が出力される。この出力電圧を分
圧抵抗8及び9で分圧し、駆動トランジスタ10により
電流変換してレーザダイオード1aを駆動する。この駆
動電流はモニタ信号と基準信号の電圧差を打消す様にレ
ーザダイオード1aに供給されるので、定常状態におい
てはモニタ信号の電圧と基準信号の電圧は等しくなり、
周囲温度の変化やレーザダイオードの多少の劣化に係わ
らず、レーザビーム光量は一定に制御される。又、点灯
信号LDONを低レベルから高レベルに反転すると、ア
ンドゲート24を介してアナログスイッチ7は導通状態
になり、積分コンデンサ6に蓄積されていた電荷は放電
される。この結果、制御信号の出力電圧は基準電圧V 
ref’と等しくなる。この基準電圧と等しくなった出
力電圧を分圧抵抗8及び9で分圧すると駆動トランジス
タ10が導通しない状態になる様に抵抗8及び9の抵抗
比が設定されているので、レーザダイオード1aは消灯
される。
Next, the operation of the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. 2 will be explained. First, automatic light amount control operation will be explained. When the lighting signal LDON becomes a low level, the analog switch 7 becomes non-conductive via the AND gate 24, the control circuit and the power circuit start operating, the laser diode 1a emits light, and a photocurrent proportional to the amount of laser beam is generated. This occurs in diode 1b. This photocurrent is converted into a corresponding voltage by the current-voltage conversion resistor 2, and after impedance conversion is performed by the differential amplifier 3, it becomes a monitor signal and appears at the output terminal of the differential amplifier 3. Therefore, this monitor signal is a signal having a voltage proportional to the amount of light received by the photodiode 1b. An integrator is formed by an integrating resistor 4, a differential amplifier 5, and an integrating capacitor 6, and the voltage of the reference signal Vref applied to the positive input terminal of the differential amplifier 5 and the monitor signal applied to the negative input terminal. The integrating capacitor 6 is charged and discharged according to the difference. As a result, a control signal having an output voltage corresponding to the difference is output to the output terminal of the differential amplifier 5. This output voltage is divided by voltage dividing resistors 8 and 9, and current is converted by a drive transistor 10 to drive the laser diode 1a. This drive current is supplied to the laser diode 1a so as to cancel out the voltage difference between the monitor signal and the reference signal, so in a steady state, the voltage of the monitor signal and the voltage of the reference signal are equal.
Regardless of changes in ambient temperature or slight deterioration of the laser diode, the amount of laser beam light is controlled to be constant. Furthermore, when the lighting signal LDON is inverted from a low level to a high level, the analog switch 7 becomes conductive via the AND gate 24, and the charge accumulated in the integrating capacitor 6 is discharged. As a result, the output voltage of the control signal is the reference voltage V
It becomes equal to ref'. The resistance ratio of the resistors 8 and 9 is set so that when the output voltage equal to this reference voltage is divided by the voltage dividing resistors 8 and 9, the drive transistor 10 becomes non-conductive, so the laser diode 1a turns off. be done.

次に、本発明の特徴的構成要素である異常検出回路の動
作を第3図に示すタイミングチャートを参照しながら詳
細に説明する。まず点灯信号LDONが高レベルから低
レベルに変化しレーザダイオード1aの点灯を指示する
。この点灯信号LDONはアンドゲート30の一方の反
転入力端子に直接印加されている。さらにこの点灯信号
LDONは遅延回路29を介して所定時間例えば1■S
だけ遅延され遅延信号となってアンドゲート30の他方
の反転入力端子に印加される。この遅延時間は自動光量
制御が正常に働きレーザビーム光量が定常になるのに要
する時間よりも長めにとっである。例えば、積分回路の
時定数が500μs程度であるので遅延時間は1■Sに
設定している。この結果、アンドゲート30はレーザダ
イオードの点灯を指示した後1wsで開かれる様になっ
ている。さて、点灯信号LDONの反転に応じて、駆動
電流が供給されレーザダイオードが発光し始めると、モ
ニタ信号はその電圧レベルが上昇し始める。そして、モ
ニタ信号の電圧レベルが参照電圧レベルを超えた時点で
、コンパレータ25の出力信号である状態i号LDRE
ADYは高レベルから低レベルに変化する。この変化は
、レーザダイオード1aの発光が過渡状態から定常状態
に移行しつつある事を示すものである。それ故、状態信
号が低レベルになると、中実装置あるいは周辺装置は平
常の動作状態に入る事となる。前述した様に、この状態
信号LDREADYの反転は、通常、予め設定された遅
延時間内に生じるので、この反転変化はアンドゲート3
0を通過する事はなく、SRフリップフロップ31の出
力レベルに変動はない。モニタ信号の電圧は参照電圧レ
ベルを超えた後、引続き自動光量制御により上昇し参照
電圧レベルに対して5%程高く設定された基準電圧レベ
ルV refに達し定常状態を実現する。この時点で、
遅延時間も経過している為、アンドゲート30は開かれ
、異常検出回路も差動状態に移行する。
Next, the operation of the abnormality detection circuit, which is a characteristic component of the present invention, will be explained in detail with reference to the timing chart shown in FIG. First, the lighting signal LDON changes from high level to low level to instruct the laser diode 1a to light up. This lighting signal LDON is directly applied to one inverting input terminal of the AND gate 30. Furthermore, this lighting signal LDON is passed through a delay circuit 29 for a predetermined period of time, for example, 1 seconds.
The delayed signal is delayed by the amount of time and is applied to the other inverting input terminal of the AND gate 30. This delay time is set to be longer than the time required for the automatic light amount control to function normally and for the laser beam light amount to become steady. For example, since the time constant of the integrating circuit is about 500 μs, the delay time is set to 1 μS. As a result, the AND gate 30 is opened 1ws after the instruction to turn on the laser diode is given. Now, in response to the inversion of the lighting signal LDON, when a drive current is supplied and the laser diode begins to emit light, the voltage level of the monitor signal begins to rise. Then, when the voltage level of the monitor signal exceeds the reference voltage level, the state i LDRE, which is the output signal of the comparator 25,
ADY changes from high level to low level. This change indicates that the light emission of the laser diode 1a is transitioning from a transient state to a steady state. Therefore, when the status signal goes low, the solid device or peripheral device enters a normal operating state. As mentioned above, since the inversion of the state signal LDREADY normally occurs within a preset delay time, this inversion change is caused by the AND gate 3.
It never passes through 0, and the output level of the SR flip-flop 31 does not change. After the voltage of the monitor signal exceeds the reference voltage level, it continues to rise by automatic light amount control and reaches the reference voltage level V ref, which is set approximately 5% higher than the reference voltage level, to achieve a steady state. at this point
Since the delay time has also elapsed, the AND gate 30 is opened and the abnormality detection circuit also shifts to the differential state.

時間の経過に伴って、レーザダイオードla。Over time, the laser diode la.

フォトダイオード1bあるいは自動光量制御機構に異常
が発生する場合がある。この異常が、レーザダイオード
1aの故障あるいは著しい劣化である場合、自動光量制
御機構の故障である場合、あるいはフォトダイオード1
bの故障又は断線である場合には、モニタ信号の電圧レ
ベルは急激にあるいは徐々に低下する。この低下分が自
動光量制御機構の制御可能範囲を超えた場合には、もは
や自動光量制御機構は機能せず、モニタ信号の電圧レベ
ルは基準電圧レベルを離れ、参照電圧レベルをさらに下
回って低下する。モニタ信号の電圧レベルが参照電圧レ
ベルを下回った時点で、状態信号LDREADYはコン
パレータ25の作用により低レベルから高レベルに再び
反転する。この結果、状態信号LDREADYはもはや
半導体レーザ駆動回路が平常状態にはない事を示す事に
なる。
An abnormality may occur in the photodiode 1b or the automatic light amount control mechanism. If this abnormality is due to a failure or significant deterioration of the laser diode 1a, a failure of the automatic light amount control mechanism, or a failure of the photodiode 1a,
In the case of a failure or disconnection of circuit b, the voltage level of the monitor signal drops suddenly or gradually. If this drop exceeds the controllable range of the automatic light amount control mechanism, the automatic light amount control mechanism will no longer function, and the voltage level of the monitor signal will leave the reference voltage level and fall further below the reference voltage level. . When the voltage level of the monitor signal falls below the reference voltage level, the state signal LDREADY is again inverted from a low level to a high level by the action of the comparator 25. As a result, the state signal LDREADY indicates that the semiconductor laser drive circuit is no longer in a normal state.

同時に、状態信号の反転変化は開いているアンドゲート
30を介してRSフリップフロップ31のセット端子S
に伝えられる。この結果、RSフリップフロップ31の
出力端子Qに表われる出力信号は低レベルから高レベル
となり異常信号LDNGとして出力される。この異常信
号LDNGはオペレータ、CPU等の上位システムある
いは周辺機器に異常が発生した事を知らせる信号である
。さらに、異常信号LDNGは強制消灯回路を構成する
アンドゲート24の反転入力端子に印加され、アナログ
スイッチ7が導通状態となり制御回路及び電力回路の動
作が停止し、レーザダイオード1aは強制的に消灯され
る。この結果、異常の原因がレーザダイオードではなく
フォトダイオードにある場合において、自動光量制御不
能によりレーザダイオードが過大発光する危険性を未然
に防止する事ができる。
At the same time, the inverse change of the state signal is passed through the open AND gate 30 to the set terminal S of the RS flip-flop 31.
can be conveyed to. As a result, the output signal appearing at the output terminal Q of the RS flip-flop 31 changes from a low level to a high level and is output as an abnormal signal LDNG. This abnormality signal LDNG is a signal that informs the operator, a host system such as a CPU, or a peripheral device that an abnormality has occurred. Furthermore, the abnormality signal LDNG is applied to the inverting input terminal of the AND gate 24 constituting the forced extinguishing circuit, the analog switch 7 becomes conductive, the operation of the control circuit and the power circuit is stopped, and the laser diode 1a is forcibly extinguished. Ru. As a result, even if the cause of the abnormality is not the laser diode but the photodiode, it is possible to prevent the laser diode from emitting excessive light due to inability to automatically control the amount of light.

第4図は、本発明にかかる半導体レーザ駆動回路を内蔵
するレーザ光源を利用したバーコードリーダを示す模式
的断面図であり、本発明の一応用例を表わしている。図
示する様に、バーコードリーダはケーシング41に収納
されたレーザ光源42を有する。このレーザ光源42は
第1図に示す様な回路構成を有しており、レーザダイオ
ード、自動光量制御機構及び異常検出回路を備えている
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a barcode reader using a laser light source incorporating a semiconductor laser drive circuit according to the present invention, and represents one application example of the present invention. As shown in the figure, the barcode reader has a laser light source 42 housed in a casing 41. This laser light source 42 has a circuit configuration as shown in FIG. 1, and includes a laser diode, an automatic light amount control mechanism, and an abnormality detection circuit.

レーザ光源42から放射されたレーザビームはスキャン
モータ43によって回転されているポリゴンミラー44
により走査的に反射された後、反射ミラー45を介して
物品の表面に付されたバーコード46に照射される。バ
ーコード46を走査した後、反射された光は逆進し集光
レンズ47により集光された後反射ミラー48を介して
受光センサ49により受光される。受光された光に含ま
れる変動成分を解析してバーコード46を読取るもので
ある。かかるバーコードリーダにおいて、レーザ光源4
2に内蔵されるレーザダイオードあるいはフォトダイオ
ードが故障もしくは劣化し異常状態が発生した場合には
、異常信号が出力される。この異常信号に応答して、バ
ーコードリーダは読取り動作を中止する様になっている
。この為、例えばレーザダイオードが著しく劣化し正常
な読取りが不可能になったにも係わらず、バーコードリ
ーダが読取りを続は誤検出を生ずるといった虞れを防止
している。あるいは、フォトダイオードが断線故障した
場合において、レーザダイオードから放射される過大な
レーザビームが誤ってオペレータや顧客の目に照射する
といった事故を未然に防止する事ができる。
A laser beam emitted from a laser light source 42 is transmitted to a polygon mirror 44 which is rotated by a scan motor 43.
After being reflected in a scanning manner by a mirror 45, the light is irradiated onto a barcode 46 attached to the surface of the article via a reflecting mirror 45. After scanning the barcode 46, the reflected light travels backward, is focused by a condenser lens 47, and is then received by a light receiving sensor 49 via a reflecting mirror 48. The barcode 46 is read by analyzing the fluctuation components contained in the received light. In such a barcode reader, a laser light source 4
If the laser diode or photodiode built in 2 breaks down or deteriorates and an abnormal state occurs, an abnormal signal is output. In response to this abnormal signal, the barcode reader stops reading operations. This prevents the risk of erroneous detection if the barcode reader continues reading even though the laser diode has deteriorated significantly and normal reading is no longer possible. Alternatively, in the event of a disconnection failure in the photodiode, it is possible to prevent an accident in which an excessive laser beam emitted from the laser diode accidentally irradiates the operator's or customer's eyes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に、本発明によれば、自動光量制御機構
を有する半導体レーザ駆動回路において、レーザダイオ
ードやレーザビーム光量モニタ用フォトダイオードが劣
化もしくは故障した場合に直ちに異常信号を出力する構
成とした事により、レーザダイオードを利用する装置の
誤動作を未然に防止したり、レーザダイオードの過大発
光に起因する事故を未然に防止する事ができるという効
果がある。
As explained above, according to the present invention, a semiconductor laser drive circuit having an automatic light amount control mechanism is configured to immediately output an abnormality signal when a laser diode or a photodiode for monitoring laser beam light amount deteriorates or breaks down. As a result, malfunctions of devices using laser diodes can be prevented, and accidents caused by excessive light emission of laser diodes can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は半導体レーザ駆動回路の構成ブロック図、第2
図は半導体レーザ駆動回路の詳細回路図、第3図は半導
体レーザ駆動回路のタイミングチャート、及び第4図は
半導体レーザ駆動回路を内蔵したバーコードリーダの模
式的断面図である。 1・・・レーザダイオードパッケージ 1a・・・レーザダイオード 1b・・・フォトダイオード 2・・・電流電圧変換抵抗  3・・・差動増幅器4・
・・積分抵抗      5・・−差動増幅器6・・・
積分コンデンサ 7・・・アナログスイッチ 10・・・駆動トランジスタ  24・・・アンドゲー
ト25・・・コンパレータ    29・・・遅延回路
30・・・アンドゲート 31・・・RSフリップフロップ 101・・・モニタ回路    102・・・制御回路
103・・・電力回路     104・・・異常検出
回路出 願 人 株式会社 コノくル (外1名) 半導体レーザ駆動回路の構成プロップ図第1図
Figure 1 is a block diagram of the semiconductor laser drive circuit;
3 is a detailed circuit diagram of the semiconductor laser drive circuit, FIG. 3 is a timing chart of the semiconductor laser drive circuit, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a barcode reader incorporating the semiconductor laser drive circuit. 1...Laser diode package 1a...Laser diode 1b...Photodiode 2...Current voltage conversion resistor 3...Differential amplifier 4...
... Integrating resistor 5... - Differential amplifier 6...
Integrating capacitor 7... Analog switch 10... Drive transistor 24... AND gate 25... Comparator 29... Delay circuit 30... AND gate 31... RS flip-flop 101... Monitor circuit 102... Control circuit 103... Power circuit 104... Abnormality detection circuit Applicant: Konokuru Co., Ltd. (1 other person) Configuration prop diagram of semiconductor laser drive circuit Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、レーザビームを放射する半導体レーザと、レーザビ
ームを光電変換し対応する電気信号を出力する受光素子
と、電気信号をモニタしレーザビーム光量の変動に応じ
たモニタ信号を出力するモニタ回路と、モニタ信号と基
準信号を比較しその差分に応じた制御信号を出力する制
御回路と、制御信号に従って差分を打消す様に駆動電力
を半導体レーザに供給する電力回路と、基準信号とは異
なる参照信号とモニタ信号とを比較する事により異常を
検出し異常信号を出力する異常検出回路とからなる半導
体レーザ駆動回路。 2、異常信号に応答して半導体レーザを強制的に消灯す
る為の強制消灯回路を含む請求項1に記載の半導体レー
ザ駆動回路。 3、該異常検出回路は、基準信号の大きさに比べて小さ
く設定された参照信号に対してモニタ信号が下回る時異
常信号を出力し半導体レーザ又は受光素子の出力低下異
常を示す為の回路を有する請求項1に記載の半導体レー
ザ駆動回路。 4、該異常検出回路は、半導体レーザの始動期間中異常
検出動作を停止する回路を有する請求項1に記載の半導
体レーザ駆動回路。
[Claims] 1. A semiconductor laser that emits a laser beam, a light receiving element that photoelectrically converts the laser beam and outputs a corresponding electric signal, and a monitor signal that monitors the electric signal and outputs a monitor signal according to fluctuations in the amount of laser beam light. a control circuit that compares the monitor signal and a reference signal and outputs a control signal according to the difference; a power circuit that supplies driving power to the semiconductor laser to cancel the difference according to the control signal; A semiconductor laser drive circuit consisting of an abnormality detection circuit that detects an abnormality and outputs an abnormal signal by comparing a reference signal different from the signal and a monitor signal. 2. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1, further comprising a forced extinguishing circuit for forcibly extinguishing the semiconductor laser in response to an abnormal signal. 3. The abnormality detection circuit includes a circuit that outputs an abnormal signal when the monitor signal is lower than the reference signal, which is set to be smaller than the reference signal, to indicate an abnormality in the output of the semiconductor laser or the light receiving element. 2. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1. 4. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1, wherein the abnormality detection circuit includes a circuit that stops the abnormality detection operation during a starting period of the semiconductor laser.
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