JPH03232285A - Semiconductor laser drive circuit - Google Patents

Semiconductor laser drive circuit

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JPH03232285A
JPH03232285A JP2029100A JP2910090A JPH03232285A JP H03232285 A JPH03232285 A JP H03232285A JP 2029100 A JP2029100 A JP 2029100A JP 2910090 A JP2910090 A JP 2910090A JP H03232285 A JPH03232285 A JP H03232285A
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JP
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signal
circuit
semiconductor laser
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monitor
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JP2029100A
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Japanese (ja)
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Yukio Yoshikawa
幸雄 吉川
Tatsuo Sasaki
笹木 達雄
Tamotsu Takahashi
保 高橋
Shinichi Sato
伸一 佐藤
Motohiko Ito
元彦 伊藤
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Fujitsu Ltd
Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to US07/650,422 priority patent/US5163063A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve a semiconductor laser in safety and to prevent it from excessively emitting light by a method wherein an abnormality signal is outputted and sent to a host system or a subordinate system when troubles occur in an automatic light quantity control mechanism to induce an over light emission. CONSTITUTION:When a laser diode excessively emits laser light due to the malfunction of an automatic light quantity control mechanism, the voltage of the monitored signal is made to increase in level exceeding an upper voltage limit, an inverted signal appearing at the output terminal of a comparator 33 is made to turn high in level, a flip-flop is inverted, and an abnormality signal LDOVER is made to turn high in level. In result, the change of the abnormality signal in level is transmitted to the outside, and when the abnormality signal LDOVER is made to change from a low level to a high level, an AND gate 24 is forcedly closed and an analog switch is put in an ON-state independent of a lighting signal LDON, the automatic light quantity mechanism stops operating, and a 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、特にその異常
検出技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor laser drive circuit, and particularly to an abnormality detection technique thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、高性能な半導体レーザが安価に供給できる様にな
ってきている。半導体レーザは種々の情報機器のヘッド
部分として広く用いられている。
In recent years, high-performance semiconductor lasers have become available at low cost. Semiconductor lasers are widely used as heads of various information devices.

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ヘッド、PO5
端末のバーコードリーダの読出しヘッドあるいはレーザ
ビームプリンタの印字ヘッド等のレーザ光源として広く
使用されている。
For example, information read head of compact disc player, information read/write head of optical disc memory, PO5
It is widely used as a laser light source for read heads of terminal barcode readers or print heads of laser beam printers.

般に、情報機器のヘッドの光源として半導体装置ザを用
いる場合、レーザビーム光量を定常状態において一定に
保つ為に、半導体レーザ駆動回路は自動光量制御機構を
内蔵している。
Generally, when a semiconductor laser is used as a light source for a head of an information device, the semiconductor laser drive circuit has an automatic light amount control mechanism built-in in order to keep the amount of laser beam constant in a steady state.

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

しかしながら、自動光量制御機構に故障が生じた場合に
は、レーザビームの光量制御が働かなくなり、半導体レ
ーザが過大発光する危険性がある。
However, if a failure occurs in the automatic light amount control mechanism, there is a risk that the light amount control of the laser beam will not work and the semiconductor laser will emit excessive light.

例えば、光デイスクメモリにおいて、かかる過大発光が
発生すると、先ディスクに書込まれていた情報が破壊さ
れる虞れがある。又、PO8端末に用いられるバーコー
ドリーグやレーザビームの優れた指向性を利用した所謂
ポインタにおいてかかる過大発光が生じると周囲の人間
の目に偶然に入射し失明する虞れがある。従来の半導体
レーザ駆動回路においては、自動光量制御機構の故障に
関する対策が講じられておらず、安全性に問題があった
For example, in an optical disk memory, if such excessive light emission occurs, there is a risk that information written on the previous disk may be destroyed. Furthermore, if such excessive light emission occurs in a barcode league used in a PO8 terminal or a so-called pointer that utilizes the excellent directivity of a laser beam, there is a risk that the light may accidentally enter the eyes of people nearby and cause blindness. In conventional semiconductor laser drive circuits, no measures have been taken against failures of the automatic light amount control mechanism, resulting in safety problems.

C問題点を解決する為の手段〕 上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は半導体レ
ーザ駆動回路の安全性を高め半導体レーザの過大発光を
未然に防止する事を目的とする。
Means for Solving Problem C] In view of the problems of the prior art described above, the present invention aims to improve the safety of a semiconductor laser drive circuit and prevent excessive light emission of the semiconductor laser.

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図に示す様な基本構成を有している。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を有する。
In order to achieve the above object, a semiconductor laser drive circuit according to the present invention has a basic configuration as shown in FIG. As shown in the figure, the semiconductor laser drive circuit has a laser diode package 1.

レーザダイオードパッケージ1は、駆動電力に応じてレ
ーザビームを放射する半導体レーザ例えばレーザダイオ
ード1a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例えばPINフォトダイオード1
bを内蔵している。
The laser diode package 1 includes a semiconductor laser such as a laser diode 1a that emits a laser beam according to driving power, and a light receiving element such as a PIN photodiode 1 that photoelectrically converts the laser beam and outputs a corresponding electric signal.
It has a built-in b.

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、該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半導体
レーザに供給する。以上に説明したレーザダイオードパ
ッケージ1、モニタ回路101 、制御回路102及び
電力回路103は所謂サーボループを形成しレーザビー
ム光量を定常状態において一定に保つ自動光量制御機構
を構成している。さらに、半導体レーザ駆動回路は基準
信号より大きく且つ正常時において即ち自動光量制御機
構に故障がなく安定した作用を行なっている場合におい
てモニタ信号が越える事のない大きさを有する上限信号
を供給する設定回路104を有している。設定回路10
4には異常検出回路105が接続されており、上限信号
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LDOVERを出力する。この異常検出回路は、上限
信号に対してモニタ信号が上回った時反転信号を出力す
る比較回路と、反転信号を記憶し異常信号を持続的に出
力する為のラッチ回路とを有している。そして、半導体
レーザ駆動回路は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んでいる。
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. A control circuit 102 is connected to the monitor circuit 101, 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 semiconductor laser so as to cancel out the difference according to the control signal. The laser diode package 1, monitor circuit 101, control circuit 102, and power circuit 103 described above form a so-called servo loop and constitute an automatic light amount control mechanism that keeps the laser beam light amount constant in a steady state. Further, the semiconductor laser drive circuit is set to supply an upper limit signal that is larger than the reference signal and has a magnitude that the monitor signal will not exceed under normal conditions, that is, when the automatic light amount control mechanism has no failure and is operating stably. It has a circuit 104. Setting circuit 10
4 is connected to an abnormality detection circuit 105, which detects an abnormality by comparing the upper limit signal and a monitor signal and outputs an abnormality signal LDOVER. This abnormality detection circuit includes a comparison circuit that outputs an inverted signal when the monitor signal exceeds the upper limit signal, and a latch circuit that stores the inverted signal and continuously outputs the abnormal signal. The semiconductor laser drive circuit includes a forced extinguishing circuit for forcibly extinguishing the semiconductor laser in response to an abnormality signal.

〔作  用〕[For production]

本発明によれば、異常検出回路はモニタ信号が、基準信
号より大きく設定された上限信号を上回つた特異常信号
を出力する様に作用する。それ故、自動光量制御機構に
何等かの異常が発生し、その異常がレーザダイオードの
過小発光あるいは消灯ではなく過大発光を引起こすもの
である時に異常信号が出力される。従って、この異常信
号を周辺の上位装置あるいは下位装置に送る事により、
過大発光に起因する事故を未然に防止する事が可能とな
る。
According to the present invention, the abnormality detection circuit operates so that the monitor signal outputs a special abnormality signal in which the monitor signal exceeds the upper limit signal set to be larger than the reference signal. Therefore, when some kind of abnormality occurs in the automatic light amount control mechanism, and the abnormality causes the laser diode to emit too much light instead of under-emitting light or extinguishing it, an abnormality signal is output. Therefore, by sending this abnormal signal to the surrounding higher-level equipment or lower-level equipment,
Accidents caused by excessive light emission can be prevented.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明にかかる半導体レーザ駆動
回路の好適な実施例を詳細に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor laser drive circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は一実施例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、
モニタ回路、制御回路、電力回路、設定回路、異常検出
回路及び強制消灯回路とから構成されている。
FIG. 2 is a detailed circuit diagram of one embodiment. As shown,
The semiconductor laser drive circuit is a laser diode package,
It consists of a monitor circuit, a control circuit, a power circuit, a setting circuit, an abnormality detection circuit, and a forced light-off circuit.

レーザダイオードパッケージ1は駆動電流に応じてレー
ザビームを放射するレーザダイオード1aと、レーザビ
ームを光電変換し対応する電流信号を出力するフォトダ
イオード1bとを内蔵している。レーザダイオード1a
のアノード端子は電源ラインvccに接続されており、
フォトダイオード1bのカソード端子も電源ラインVc
cに接続されている。
The laser diode package 1 includes a laser diode 1a that emits a laser beam according to a drive current, and a photodiode 1b that photoelectrically converts the laser beam and outputs a corresponding current signal. Laser diode 1a
The anode terminal of is connected to the power supply line vcc,
The cathode terminal of the photodiode 1b is also connected to the power supply line Vc.
connected to c.

モニタ回路は、電流電圧変換抵抗2と差動増幅器3とか
ら構成されている。抵抗2の一端はフォトダイオード1
bのアノード端子に接続されており、他端は接地されて
いる。さらに、抵抗2の一端は差動増幅器3の正入力端
子に接続されており、その負入力端子と出力端子は互い
に結線されている。電流電圧変換抵抗2に流れる電流信
号は電流電圧変換されてモニタ信号となり差動増幅器3
の出力端子に出力される。従ってこのモニタ信号はレー
ザビーム光量の変動に応じた信号となっている。
The monitor circuit includes a current-voltage conversion resistor 2 and a differential amplifier 3. One end of resistor 2 is photodiode 1
b, and the other end is grounded. Further, one end of the resistor 2 is connected to a positive input terminal of a differential amplifier 3, and its negative input terminal and output terminal are connected to each other. The current signal flowing through the current-voltage conversion resistor 2 is converted into a current-voltage signal and becomes a monitor signal, which is sent to the differential amplifier 3.
output to the output terminal. Therefore, this monitor signal is a signal that corresponds to fluctuations in the amount of laser beam light.

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は前段の差動増幅器3の出力端子と後段の差動増
幅器5の負入力端子の間に接続されている。差動増幅器
5の正入力端子には所定の基準電圧Vrerを有する基
準信号が入力されている。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結線されている。又
アナログスイッチ7は積分コンデンサ6に並列に接続さ
れており、点灯信号LDONによりその開閉が制御され
る。かかる構成により、差動増幅器5の出力端子には基
準信号とモニタ信号の差分に応じた出力電圧レベルを有
する制御信号が出力される。
The control circuit is composed of 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 at the front stage and the negative input terminal of differential amplifier 5 at the rear stage. A reference signal having a predetermined reference voltage Vrer is input to the positive input terminal of the differential amplifier 5. Integrating capacitor 6 is connected between the negative input terminal and output terminal of differential amplifier 5. Further, the analog switch 7 is connected in parallel to the integrating capacitor 6, and its opening/closing is controlled by the lighting signal LDON. With this configuration, a control signal having an output voltage level corresponding to the difference between the reference signal and the monitor signal is output to the output terminal of the differential amplifier 5.

電力回路は一対の直列に接続された分圧抵抗8及び9、
駆動トランジスタlO及び電圧電流変換抵抗11とから
構成されている。一方の分圧抵抗8は差動増幅器5の出
力端子とトランジスタ1oのベース端子の間に接続され
ており、他方の分圧抵抗9はベース端子と接地ラインの
間に結線されている。
The power circuit includes a pair of series-connected voltage dividing resistors 8 and 9,
It is composed of a drive transistor IO and a voltage-current conversion resistor 11. One voltage dividing resistor 8 is connected between the output terminal of the differential amplifier 5 and the base terminal of the transistor 1o, and the other voltage dividing resistor 9 is connected between the base terminal and the ground line.

又駆動トランジスタlOの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、トランジス
タ10のエミッタ端子は抵抗11を介して接地されてい
る。かかる構成により、駆動トランジスタ10は制御信
号に従ってモニタ信号と基準信号との間の差分を打消す
様に駆動電流をレーザダイオード1aに供給する。この
結果、サーボループによる自動光量制御が実行される。
The collector terminal of the drive transistor 1O is connected to the cathode terminal of the laser diode 1a, and the emitter terminal of the transistor 10 is grounded via a resistor 11. With this configuration, the drive transistor 10 supplies a drive current to the laser diode 1a in accordance with the control signal so as to cancel out the difference between the monitor signal and the reference signal. As a result, automatic light amount control is performed using a servo loop.

設定回路は電源ラインVccと接地ラインの間に直列に
接続された3個の分圧抵抗26.27及び28から構成
されている。真中の分圧抵抗27の下端部に表われる電
圧Vref’が基準信号として差動増幅器5の正入力端
子に印加される。又この分圧抵抗27の上端部に表われ
る電圧Vultが上限信号として出力される。図から明
らかな様に、分圧抵抗27の両端の電位差に従って1、
上限電圧Vultは基準電圧V rerに比べて高く設
定されている。この差は分圧抵抗27の抵抗値を適当に
設定する事により予め決められている。即ち、上限電圧
Vultは正常時において自動光量制御機構が作用して
いる場合にモニタ信号が越える事がない様に設定されて
いる。上限電圧Vultと基準電圧V ref’の差は
通常5ないし10%に設定する事が好ましい。
The setting circuit is composed of three voltage dividing resistors 26, 27 and 28 connected in series between the power supply line Vcc and the ground line. The voltage Vref' appearing at the lower end of the voltage dividing resistor 27 in the middle is applied to the positive input terminal of the differential amplifier 5 as a reference signal. Further, the voltage Vult appearing at the upper end of this voltage dividing resistor 27 is output as an upper limit signal. As is clear from the figure, according to the potential difference across the voltage dividing resistor 27, 1,
The upper limit voltage Vult is set higher than the reference voltage V rer. This difference is determined in advance by appropriately setting the resistance value of the voltage dividing resistor 27. That is, the upper limit voltage Vult is set so that the monitor signal does not exceed it when the automatic light amount control mechanism is operating under normal conditions. It is usually preferable to set the difference between the upper limit voltage Vult and the reference voltage V ref' to 5 to 10%.

異常検出回路は、比較器例えばコンパレータ33と、ラ
ッチ回路例えばRSフリップフロップ34とクリア回路
32とから構成されている。コンパレータ33の正入力
端子にはモニタ信号が入力されており、負入力端子には
上限信号が入力されている。
The abnormality detection circuit includes a comparator such as a comparator 33, a latch circuit such as an RS flip-flop 34, and a clear circuit 32. A monitor signal is input to the positive input terminal of the comparator 33, and an upper limit signal is input to the negative input terminal.

それ故、コンパレータ33の出力端子には上限信号に対
してモニタ信号が上回った時反転信号が出力される。R
Sフリップフロップ34のセット端子Sはコンパレータ
33の出力端子に接続されており、リセット端子Rはク
リア回路32に接続されている。
Therefore, an inverted signal is output to the output terminal of the comparator 33 when the monitor signal exceeds the upper limit signal. R
The set terminal S of the S flip-flop 34 is connected to the output terminal of the comparator 33, and the reset terminal R is connected to the clear circuit 32.

フリップフロップ34は反転信号を記憶し異常信号LD
OVERを出力端子Qに出力する。クリア回路32は電
源投入時等において、フリップフロップ34をリセット
し異常検出回路を初期状態に復帰させる機能を有する。
The flip-flop 34 stores the inverted signal and outputs the abnormal signal LD.
Output OVER to output terminal Q. The clear circuit 32 has a function of resetting the flip-flop 34 and returning the abnormality detection circuit to its initial state when the power is turned on.

最後に強制消灯回路は二人カアンドゲート24から構成
されている。アンドゲート24の一方の反転入力端子に
は点灯信号LDONが入力されており、他方の反転入力
端子には異常信号LDOVERが入力される様になって
いる。従って、異常信号LDOVERが入力された場合
には、アンドゲート24は閉鎖され点灯信号LDONに
係わらず、アナログスイッチ7は導通状態となり、制御
回路及び電力回路は動作を停止する為レーザダイオード
1aは強制的に消灯される。なお本実施例においては、
強制消灯回路及び異常検出回路はアンドゲート24やフ
リップフロップ34等の回路素子により構成されている
が、同様の機能はマイクロコンピュータによるソフトウ
ェアで構成できる事はいうまでもない。
Finally, the forced light-off circuit is composed of a two-man gate 24. The lighting signal LDON is input to one inverting input terminal of the AND gate 24, and the abnormal signal LDOVER is input to the other inverting input terminal. Therefore, when the abnormal signal LDOVER is input, the AND gate 24 is closed and the analog switch 7 becomes conductive regardless of the lighting signal LDON, and the control circuit and power circuit stop operating, so the laser diode 1a is forced to close. The lights are turned off. In this example,
The forced light-off circuit and the abnormality detection circuit are constructed of circuit elements such as the AND gate 24 and the flip-flop 34, but it goes without saying that similar functions can be constructed using software using a microcomputer.

次に第3図に示す半導体レーザ駆動回路のタイミングチ
ャートを参照しながら、第2図に示す実施例の動作を詳
細に説明する。まず、自動光量制御機構の動作を説明す
る。レーザダイオード1aを点灯する場合には、点灯信
号LDONが高レベルから低レベルに変化する。この結
果、アンドゲート24の反転出力端子は高レベルから低
レベルに切替わりアナログスイッチ7は非導通状態とな
る。この結果、制御回路及び電力回路は動作を開始し駆
動電流をレーザダイオード1aに供給して発光を開始す
る。レーザダイオード1aが発光を始めるとそのレーザ
ビーム光量に比例した電流信号がフォトダイオード1b
に発生する。この電流信号は電流電圧変換抵抗2により
電圧信号に変換されさらに差動増幅器3でインピーダン
スを変換された後その出力端子にモニタ信号となって出
力される。差動増幅器3はバッファとして作用するもの
である。このモニタ信号は積分抵抗4を介して後段の差
動増幅器5の負入力端子に入力される。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be described in detail with reference to the timing chart of the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. First, the operation of the automatic light amount control mechanism will be explained. When lighting the laser diode 1a, the lighting signal LDON changes from high level to low level. As a result, the inverted output terminal of the AND gate 24 switches from high level to low level, and the analog switch 7 becomes non-conductive. As a result, the control circuit and the power circuit start operating and supply drive current to the laser diode 1a to start emitting light. When the laser diode 1a starts emitting light, a current signal proportional to the amount of laser beam is sent to the photodiode 1b.
occurs in This current signal is converted into a voltage signal by a current-voltage converting resistor 2, and further has its impedance converted by a differential amplifier 3, and then output as a monitor signal to its output terminal. Differential amplifier 3 acts as a buffer. This monitor signal is inputted via the integrating resistor 4 to the negative input terminal of the differential amplifier 5 at the subsequent stage.

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電圧V ref’とモニタ信号の電
圧との差分に応じて、積分コンデンサ6が充放電される
。その結果、差動増幅器5の出力端子に表われる制御信
号の出力電圧が差分に応じて決定される。この出力電圧
は分圧抵抗8及び9で分圧され、さらに駆動トランジス
タlO及び抵抗11により電流変換されレーザダイオー
ド1aを駆動する。電力回路はモニタ信号と基準信号の
差分を打消す様に駆動電流をレーザダイオード1aに供
給するので、モニタ信号はレーザダイオードの点灯開始
後自動光量制御作用により徐々に上昇する。そして、定
常状態においてはモニタ信号の電圧レベルは基準電圧V
ref’と等しくなり、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一定のレーザビーム光量を
確保する事ができる。次にレーザダイオードの消灯時に
おいては、点灯信号LDONは低レベルから高レベルに
変化する。その結果、アンドゲート24の反転出力端子
は高レベルとなりアナログスイッチ7を導通させ積分コ
ンデンサ6に蓄積された電荷を放電する。その結果、差
動増幅器5の出力電圧は基準電圧V rerと等しくな
る。この出力電圧を一対の分圧抵抗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分
圧抵抗8及び9の抵抗値が設定されているので、駆動ト
ランジスタ10は動作せずレーザダイオード1aは消灯
される。
An integrator is formed by an integrating resistor 4, a differential amplifier 5, and an integrating capacitor 6, and depending on the difference between the reference voltage V ref' applied to the positive input terminal of the differential amplifier 5 and the voltage of the monitor signal, , the integrating capacitor 6 is charged and discharged. As a result, the output voltage of the control signal appearing at the output terminal of the differential amplifier 5 is determined according to the difference. This output voltage is divided by voltage dividing resistors 8 and 9, and further converted into a current by a driving transistor 1O and a resistor 11 to drive a laser diode 1a. Since the power circuit supplies a drive current to the laser diode 1a so as to cancel out the difference between the monitor signal and the reference signal, the monitor signal gradually increases due to the automatic light amount control action after the laser diode starts lighting. In a steady state, the voltage level of the monitor signal is the reference voltage V.
ref', and a constant amount of laser beam can be ensured regardless of changes in ambient temperature or slight deterioration of the laser diode. Next, when the laser diode is turned off, the lighting signal LDON changes from a low level to a high level. As a result, the inverted output terminal of the AND gate 24 becomes high level, making the analog switch 7 conductive and discharging the charge accumulated in the integrating capacitor 6. As a result, the output voltage of the differential amplifier 5 becomes equal to the reference voltage V rer. When this output voltage is divided by a pair of voltage dividing resistors 8 and 9, the resistance values of the voltage dividing resistors 8 and 9 are set so that the driving transistor 10 is not conductive, so the driving transistor 10 does not operate. Laser diode 1a is turned off.

次に異常検出回路の動作を説明する。前述した様に、自
動光量制御機構が正常に動作している時はモニタ信号の
電圧レベルは基準電圧V refに等しい。そしてコン
パレータ33の正入力端子にはこのモニタ信号か入力さ
れており、負入力端子には上限電圧Vultが印加され
ている。この上限電圧V ultは基準電圧V ref
’に対して正常時において越える事がない程度に高めに
設定されている。
Next, the operation of the abnormality detection circuit will be explained. As described above, when the automatic light amount control mechanism is operating normally, the voltage level of the monitor signal is equal to the reference voltage V ref. This monitor signal is input to the positive input terminal of the comparator 33, and the upper limit voltage Vult is applied to the negative input terminal. This upper limit voltage V ult is the reference voltage V ref
' is set so high that it does not exceed it under normal conditions.

従って、コンパレータ33の出力端子に表われる反転信
号は正常時においては低レベルに保持されている。しか
しながら、自動光量制御機構の異常によるレーザダイオ
ードの過大発光が生じた場合、あるいはレーザビーム光
量モニタ用のフォトダイオードの短絡異常が生じた場合
には、モニタ信号の電圧レベルが上限電圧レベルを越え
て上昇し、コンパレータ33の出力端子に表われる反転
信号は高レベルに反転される。−瞬でも反転信号が高レ
ベルになるとフリップフロップ34が反転し、異常信号
LDOVERが低レベルから高レベルに変化する。この
結果、自動光量制御機構に生じた異常状態が外部に異常
信号のレベル変化として伝達される。加えて、異常信号
LDOVERが低レベルから高レベルに変化するとアン
ドゲート24は強制的に閉鎖され点灯信号LDONに係
わらずアナログスイッチ7は導通状態に置かれる。この
結果、自動光量制御機構は動作を停止し、レーザダイオ
ード1aは強制的に消灯される。即ち、上述した実施例
においては、−時的にでも異常事態が発生した場合には
、反転信号が変化しその変化をラッチする事により異常
信号は持続的に出力される事になる。それ故、重大事故
が発生する前に、異常を検出し有効な対策を講する事が
できる。
Therefore, the inverted signal appearing at the output terminal of the comparator 33 is held at a low level under normal conditions. However, if the laser diode emits excessive light due to an abnormality in the automatic light intensity control mechanism, or if a short circuit occurs in the photodiode for monitoring the laser beam light intensity, the voltage level of the monitor signal may exceed the upper limit voltage level. The inverted signal that rises and appears at the output terminal of comparator 33 is inverted to a high level. - When the inversion signal becomes high level even momentarily, the flip-flop 34 is inverted and the abnormality signal LDOVER changes from low level to high level. As a result, the abnormal state that occurs in the automatic light amount control mechanism is transmitted to the outside as a change in the level of the abnormal signal. In addition, when the abnormal signal LDOVER changes from a low level to a high level, the AND gate 24 is forcibly closed and the analog switch 7 is placed in a conductive state regardless of the lighting signal LDON. As a result, the automatic light amount control mechanism stops operating and the laser diode 1a is forcibly turned off. That is, in the above-described embodiment, if an abnormal situation occurs even temporarily, the inverted signal changes, and by latching the change, the abnormal signal is continuously output. Therefore, abnormalities can be detected and effective countermeasures can be taken before a serious accident occurs.

最後に第4図に、本発明にかかる半導体レーザ駆動装置
を内蔵するレーザ光源を利用したバーコードリーダの応
用例を示す。図示する用に、バーコードリーダはケーシ
ング41を有している。
Finally, FIG. 4 shows an application example of a barcode reader using a laser light source incorporating a semiconductor laser drive device according to the present invention. For purposes of illustration, the barcode reader has a casing 41.

ケーシング41には第2図に示したと同様の異常検出回
路を含む半導体レーザ駆動回路により動作されるレーザ
光源42が内蔵されている。点灯信号LDONに応答し
て放射されたレーザビームは、スキャンモータ43によ
り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を横切る様に照射する。バーコー
ド46を照射した後戻ってきた光は、反射ミラー45及
びポリゴンミラー44により逆進的に反射され、集光レ
ンズ47で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。受光された光の強度分布を
解析する事により、バーコード4Bを読取る事ができる
。かかる読取り動作中において、半導体レーザ駆動回路
の自動光量制御機構の異常によリレーザダイオードの過
大発光が生じた場合、あるいは光量モニタ用フォトダイ
オードの短絡故障が生じた場合には、異常信号が直ちに
出力されバーコードリーダの動作は停止しバーコードの
誤検出等を防止している。加えて、レーザダイオードは
異常信号に応答して強制的に消灯されるので、失明等の
事故を未然に防止する事ができる。
The casing 41 has a built-in laser light source 42 operated by a semiconductor laser drive circuit including an abnormality detection circuit similar to that shown in FIG. The laser beam emitted in response to the lighting signal LDON is scanned and reflected by a polygon mirror 44 rotated by a scan motor 43, and then passes through a reflection mirror 45 to a bar code attached to the surface of the article. Irradiate across 46. The light that returns after irradiating the barcode 46 is reflected backward by the reflecting mirror 45 and the polygon mirror 44, is focused by the condensing lens 47, and is then received by the light receiving sensor 49 via the reflecting mirror 48. Ru. By analyzing the intensity distribution of the received light, the barcode 4B can be read. During such a reading operation, if the relay laser diode emits excessive light due to an abnormality in the automatic light amount control mechanism of the semiconductor laser drive circuit, or if a short-circuit failure occurs in the light amount monitoring photodiode, an abnormality signal is immediately generated. Once this is output, the operation of the barcode reader is stopped to prevent erroneous barcode detection. In addition, since the laser diode is forcibly turned off in response to an abnormal signal, accidents such as blindness can be prevented.

〔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
の故障によりレーザダイオードが一時的にせよ過大発光
した場合あるいはレーザビーム光量モニタ用フォトダイ
オードが瞬間的にせよ短絡異常を起こした場合には、こ
れら異常に応答して異常信号を直ちに出力する構成とす
る事により、半導体レーザの安全性を高める事ができる
という効果がある。
As explained above, according to the present invention, when the laser diode emits excessive light even temporarily due to a failure of the automatic light amount control mechanism, or when the photodiode for monitoring the laser beam light amount causes a short circuit abnormality, even momentarily, By configuring the structure to immediately output an abnormality signal in response to these abnormalities, there is an effect that the safety of the semiconductor laser can be improved.

【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  8.9・・・分圧抵抗l
O・・・駆動トランジスタ  24・・・アンドゲート
2B、 27及び28・・・分圧抵抗 33・・・コン
パレータ34・・・RSフリップフロップ 101・・・モニタ回路    102・・・制御回路
03 ・・・電力回路 104・・・設定回路 05 ・・・異常検出回路 出 願 人 株式会社 コパル (外1名) 半導体レーザ駆動回路の構成ブロック図第1図 半導体レ ザ駆動回路のタイミングチャ ト
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 8.9... Voltage dividing resistor l
O... Drive transistor 24... AND gate 2B, 27 and 28... Voltage dividing resistor 33... Comparator 34... RS flip-flop 101... Monitor circuit 102... Control circuit 03... - Power circuit 104...Setting circuit 05...Abnormality detection circuit Applicant: Copal Corporation (one other person) Configuration block diagram of semiconductor laser drive circuit Figure 1 Timing chart of semiconductor laser drive circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、駆動電力に応じて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、基準信号より大きく且つ正常時にモニタ信号が
越える事のない大きさを有する上限信号を設定する設定
回路と、上限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、上限信号に対してモニタ信号が
上回った時反転信号を出力する比較回路と、反転信号を
記憶し異常信号を持続的に出力するラッチ回路とを有す
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 in accordance with driving power, a light receiving element that photoelectrically converts the laser beam and outputs a corresponding electric signal, and a light receiving element that monitors the electric signal and responds to fluctuations in the amount of laser beam light. a monitor circuit that outputs a corresponding monitor signal; a control circuit that compares the monitor signal with a predetermined reference signal and outputs a control signal according to the difference; and a control circuit that outputs a control signal according to the difference between the monitor signal and a predetermined reference signal; A power circuit that supplies power, a setting circuit that sets an upper limit signal that is larger than the reference signal and has a magnitude that the monitor signal does not exceed during normal operation, and detects an abnormality by comparing the upper limit signal and the monitor signal and generates an abnormal signal. A semiconductor laser drive circuit consisting of an abnormality detection circuit that outputs. 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 according to claim 1, comprising a comparison circuit that outputs an inverted signal when the monitor signal exceeds the upper limit signal, and a latch circuit that stores the inverted signal and continuously outputs the abnormal signal. The semiconductor laser drive circuit described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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