JPH04334078A - 半導体レーザー制御装置 - Google Patents

半導体レーザー制御装置

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JPH04334078A
JPH04334078A JP3105293A JP10529391A JPH04334078A JP H04334078 A JPH04334078 A JP H04334078A JP 3105293 A JP3105293 A JP 3105293A JP 10529391 A JP10529391 A JP 10529391A JP H04334078 A JPH04334078 A JP H04334078A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザー制御装置
の改良に関する。近年、流通業等のＰＯＳシステムに代
表されるように、バーコードの利用が盛んになってきた
が、より小型で低価格，低消費電力のバーコード読取り
装置の必要性から、ガスレーザーに代わって半導体レー
ザーの採用が増えている。
【０００２】しかし、この半導体レーザーの寿命は比較
的短く、寿命により運用中に装置が動作しなくなると、
業務に支障を来す。このため、半導体レーザーの寿命を
予測して動作停止前に半導体レーザーの交換ができるこ
と、および動作停止に到る運用時間を延ばすことが求め
られている。
【０００３】
【従来の技術】図８はバーコード読取り装置の構成例を
表す図、図９は従来例の構成図、図１０は寿命を考慮し
た半導体レーザー制御例を表す図、図１１は半導体レー
ザーの特性例（その１）を表す図である。
【０００４】図８は、バーコードを読取り復調して、Ｐ
ＯＳ端末装置に復調データを出力するバーコード読取り
装置の構成例を示したもので、半導体レーザー制御回路
３は半導体レーザー２が所定の光量を出力するようにそ
の駆動電流を制御する。
【０００５】図９は半導体レーザー制御回路３の詳細を
示したものである。半導体レーザー２は、レーザーダイ
オードＬＤ　２ｂ　とフォトダイオードＰＤ　２ａ　等
で構成されており、半導体レーザー２の光量を一定に保
つために、ＬＤ　２ｂ　の駆動電流Ｉｆを、ＰＤ　２ａ
　によって検出されたレーザーの光量を示す電流Ｉｍに
よって制御する。
【０００６】電流Ｉｍは抵抗器Ｒ３０　によって電圧に
変換され、オペアンプＡ３１　により増幅された後、可
変抵抗器ＶＲ３２により、所定光量に対応した電圧ＶＡ
に分圧される。電圧ＶＡはオペアンプＡ３４　により、
電圧調整回路１８，　Ｒ３７，　Ｒ３９で生成される基
準電圧Ｖｒｅｆと比較，　積分された後、トランジスタ
ＴＲ　３６　によりレーザー駆動電流Ｉｆに変換される
。
【０００７】図１１は半導体レーザー２の温度特性例を
示したもので、以上の制御により、温度等の特性変化が
生じても、光量が一定になるように制御される。なお、
レーザーの光量は、光量が所定値になるよう、ＶＲ３２
により設定される。
【０００８】ここで、アナログスイッチＡＮＳＷ１７は
、オンのとき半導体レーザー２　を消灯するもので、こ
のＡＮＳＷ１７をオンオフ制御することにより、運用中
における半導体レーザー２の点灯時間を短縮する方式が
本発明者により提案されている。（特願平０２−３１４
６０６）この提案によれば、図１０に示すように、点灯
モードとして、連続点灯する第１のモード（ｄｍ１）　
、点灯と消灯を繰り返す第２のモード（ｄｍ２）　、第
２のモードより点灯比率が低い第３のモード（ｄｍ３）
　を設け、バーコードラベルのスキャンが検出されたと
き（読取り開始の検出）は第１のモードとし、所定時間
（ｄｍＴ１）　経過後も次のスキャンが検出されない場
合は第２のモードに、第２のモードで所定時間（ｄｍＴ
２）　経過後もスキャンが検出されない場合は第３のモ
ードに設定する。
【０００９】レーザ光は同一バーコードラベルを複数回
スキャンしており、第２のモードおよび第３のモードで
スキャン開始が検出された場合は、第１のモードに設定
する。このように不使用時には自動的に点灯比率の低い
準備状態に設定してトータルの点灯時間が短くなるよう
にしている。
【００１０】なお、図９において、イメージセンサ１５
で受光した反射光は電気信号に変換され、２値化回路１
６で２値化される。この２値化された信号がガードバー
等の識別によりバーコード情報であることが検出部６に
より検出されると、プロセッサＣＰＵ　９　は復調を開
始し、且つ第１のモードに設定するとともに、タイマ１
４を監視しつつ、以後の点灯モードを設定する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザーの寿命
は比較的短く、前述したように、運用中の不使用時には
点灯時間を短くするように考案されているが、運用中に
寿命のために装置が動作しなくなると、半導体レーザー
を交換しなければならず、業務に支障を来す。
【００１２】本発明は、上記課題に鑑み、寿命を予測し
て動作停止前の任意の時間帯で交換できるようにした半
導体レーザー制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】（１）　図１本発明の原
理図を用いて説明する。２は半導体レーザー。３は半導
体レーザー制御回路で、半導体レーザー２の駆動電流を
制御して一定の光量に制御する。２４は記憶手段で、半
導体レーザー２の所定光量に対する初期駆動電流値を各
温度ごとに記憶する。２１は温度測定手段で、半導体レ
ーザー２の温度を測定する。２０は駆動電流測定手段で
、半導体レーザー２の駆動電流を測定する。２２は検出
手段で、駆動電流測定手段２０により検出される駆動電
流値と、その時点の温度に対応する記憶手段２４に記憶
されている初期駆動電流値とを比較し、測定された駆動
電流値が初期駆動電流値に対して所定割合増加したとき
警報手段２３により警報を発する。 （２）　（１）　の半導体レーザー制御装置において、
第１の光量に点灯制御する第１の駆動手段と、第１の光
量より少ない第２の光量に点灯制御する第２の駆動手段
とを有し、検出手段は第１の駆動手段で点灯制御すると
ともに、測定された駆動電流値が初期駆動電流値に対し
て所定割合増加した場合、第１の駆動手段から第２の駆
動手段に切換えて光量を下げる。 （３）　所定の比率で半導体レーザーの点灯および消灯
を繰り返し、照射対象からの反射光中に所定の情報を検
出したとき連続点灯するとともに、該検出時点から第１
の時間経過後も次の該情報を検出しない場合は前記所定
の比率で点灯および消灯を繰り返す半導体レーザー制御
装置において、検出手段は、測定された駆動電流値が対
応する温度の初期駆動電流値に対して所定割合増加した
とき、時間設定を第１の時間から第１の時間より短い第
２の時間に変更する。 （４）　所定の比率で半導体レーザーの点灯および消灯
を繰り返し、照射対象からの反射光中に所定の情報を検
出したとき連続点灯するとともに、該検出時点から所定
時間経過後も次の該情報を検出しない場合は前記所定の
比率で点灯および消灯を繰り返す半導体レーザー制御装
置において、第１の光量に半導体レーザーを点灯制御す
る第１の駆動手段と、第１の光量より大きい第２の光量
に半導体レーザーを点灯制御する第２の駆動手段とを備
え、制御手段は連続点灯時には第１の駆動手段で点灯制
御し、点灯および消灯の繰り返し時には第２の駆動手段
に切り換えて光量を増加させる。
【００１４】
【作用】（１）　一定光量に必要な半導体レーザー２の
駆動電流は、図２の半導体レーザーの特性例（その２）
を表す図に示すように、トータルの点灯時間とともに増
大し、最後には動作不能となる。本発明はこの特性を利
用したもので、半導体レーザー２の点灯初期時の駆動電
流値（図２のＩｆ０　）、即ち初期駆動電流値を測定し
て記憶手段２４に格納しておく。なお、図１１に示すよ
うに、駆動電流値は半導体レーザー２の温度により相違
し、また個々の半導体レーザー２によっても相違するの
で、図１に示すように、半導体レーザー２ごとに各温度
における初期駆動電流値を測定して記憶手段２４に格納
し、その半導体レーザー２と対で用いる。
【００１５】駆動電流測定手段２０，温度測定手段２１
は、それぞれ半導体レーザー２の駆動電流および温度を
常時測定するもので、検出手段２２は、測定された駆動
電流値，　温度を定期的に取り込み、その温度に対応す
る初期駆動電流値と比較する。そして、駆動電流値が初
期駆動電流値に対して所定割合増加（例えば図２のＩｆ
ｅ　）していれば、寿命接近として警報手段２３により
警報を発する。
【００１６】この時点では、まだ半導体レーザー２は動
作しているので、適当な時間帯で半導体レーザー２およ
び記憶手段２４を交換すれば、業務に支障を来すことは
ない。 （２）　前記（１）　のようにして寿命接近を検出した
場合、検出手段は、第１の駆動手段から第２の駆動手段
に切換えて、半導体レーザー２の駆動電流を減少させる
。これにより光量は低下し、操作性は低下するが、以後
の動作停止に到る運用時間を延ばすことができる。 （３）　所定の比率で半導体レーザーの点灯および消灯
を繰り返し、読取り開始を検出して連続点灯するととも
に、該検出時点から第１の時間経過後も次の読取りが開
始されない場合は所定の比率で点灯および消灯を繰り返
す半導体レーザー制御装置において、前記（１）　のよ
うにして寿命を検出した場合、時間設定を第１の時間か
ら第１の時間より短い第２の時間に変更する。これによ
り、連続点灯時間が短くなり、以後の動作停止に到る運
用時間を延ばすことができる。 （４）　所定の比率で半導体レーザーの点灯および消灯
を繰り返し、照射対象からの反射光中に所定の情報を検
出したとき連続点灯するとともに、該検出時点から所定
時間経過後も次の該情報を検出しない場合は前記所定の
比率で点灯および消灯を繰り返す半導体レーザー制御装
置において、制御手段は、連続点灯時には第１の駆動手
段で点灯制御し、点灯および消灯の繰り返し時には第２
の駆動手段に切り換える。この第２の駆動手段への切り
換えで点灯／消灯の繰り返し時の光量が増大するので、
照射対象を識別できる距離が長くなるので、連続点灯へ
の切り換えが早くなり、操作性が向上する。なお、この
場合も、前述した（１）　〜（３）　を適用することが
できる。
【００１７】
【実施例】
〔第１の実施例〕図３は第１の実施例の構成図である。 本実施例は、常時連続点灯する半導体レーザー制御装置
の場合を示したもので、ランプ表示によって寿命接近を
通報する例を示している。
【００１８】図３において、半導体レーザー制御回路３
は、図９のＡＮＳＷ　１７　を省略（またはオフ状態と
等価）した他は構成が同一で、ＡＮＳＷ　１７　オフ時
と同一の連続点灯制御動作を行う。その他、１は温度セ
ンサで、例えば温度に対応して抵抗値が変化するサーミ
スタである。８はアナログディジタル変換器ＡＤＣ　で
、温度センサ１の電圧をディジタル変換する。（以上の
１，８等が温度測定手段２１に対応する）、３９はオペ
アンプＡ　で、Ｒ　３５の両端の電圧を取り出し増幅す
る。７はアナログディジタル変換器ＡＤＣ　で、Ａ　３
９の出力電圧をディジタル変換する。（以上のＡ　３９
、ＡＤＣ７　等が駆動電流測定手段２０に対応する。１
０は電気的に書込み及び消去が可能な固定記憶素子ＥＥ
ＰＲＯＭ（記憶手段２４）で、半導体レーザー２の初期
駆動電流値が温度対応で格納されている。１１はランプ
で、寿命接近が検出されると点灯される。９はプロセッ
サユニットＣＰＵ　（検出手段２２）で、復調処理とと
もに寿命接近の検出動作を行う。
【００１９】ＥＥＰＲＯＭ　１０　には、対応する半導
体レーザー２の初期駆動電流値が温度対応で記録されて
いるもので、予め、半導体レーザー２を恒温槽等に入れ
て各温度に設定し、それぞれ所定光量が得られる駆動電
流（初期駆動電流）を測定する。
【００２０】以上の構成において、以下の検出動作が行
われる。ＣＰＵ　９は、所定時間おきにＡＤＣ　７およ
びＡＤＣ　８の出力から駆動電流値および温度を取込み
、その都度その温度に対応する初期駆動電流をＥＥＰＲ
ＯＭ　１０　より取り出して比較する。そして駆動電流
値がその温度の初期駆動電流値に対して所定割合（例え
ば２０％増）に増加しているか否かを検証し、増加して
いる場合はランプ１１を点灯する。
【００２１】これにより、オペレータは寿命接近を認識
し、保守員によって半導体レーザー２　およびＥＥＰＲ
ＯＭ　１０　が交換される。 〔第２の実施例〕図４は第２の実施例の構成図である。 本実施例は、第１の実施例において、寿命接近検出以後
は駆動電流を減少させて延命を図る例を示している。
【００２２】図４の半導体レーザー制御回路３は、アナ
ログスイッチＡＮＳＷ１３　とＲ　４１とを付加した他
は図３と同一で、同一点灯制御および同一検出処理を行
う。アナログスイッチＡＮＳＷ１３とＲ　４１とは、図
示のごとく、ＶＲ　３２　に並列に挿入されており、Ａ
ＮＳＷ１３　がオンの状態で所定の光量が得られるよう
にＶＲ　３２　を調節する。そして、第１　の実施例の
ごとく寿命接近を検出したＣＰＵ　９は、ＡＮＳＷ　１
３　をオフする。これにより、ＶＡが上昇して駆動電流
が減少し、光量が低下する。
【００２３】これにより、以後の寿命を延ばすことが可
能となる。 〔第３の実施例〕図５は第３の実施例の構成図である。 本実施例は、不使用時に従来例で説明した第２のモード
、第３のモードに点滅制御する半導体レーザー制御装置
に適用した例を示したものである。
【００２４】ＣＰＵ　９は、連続点灯時（第１のモード
）の時間（ｄｍＴ１）　の設定を第１の時間、例えば５
秒に設定しておき、寿命接近を検出したとき、タイマ１
４により、２秒の第２の時間に変更する。これにより、
連続点灯時間が短くなり、以後の動作停止に到る運用時
間を延ばすことができる。
【００２５】〔第４の実施例〕図６は第４の実施例の構
成図、図７は図６の動作説明図である。従来例で説明し
た点灯／消灯を繰り返す半導体レーザー制御装置におい
て、第２のモード，第３のモードのときにバーコードラ
ベルをスキャンすると、バーコード情報の検出が遅れて
連続点灯の第１のモードへの切替えが遅れる可能性があ
り、操作性が悪くなる。本実施例はこの点を改良するも
ので、第２のモード，第３のモードの時は半導体レーザ
ー２の光量を増大して検出可能距離（領域）を広げるも
のである。
【００２６】図６の構成は、図９の構成にＲ４１　とＡ
ＮＳＷ１３とを付加したものである。光量設定時には、
ＡＮＳＷ１７をオフ（連続点灯）に、ＡＮＳＷ１３をオ
フに設定してＶＲ３２を調節しておく。そして、ＣＰＵ
　９は、第１のモードードのときはＡＮＳＷ１３をオフ
に、第２および第３のモードのときはＡＮＳＷ１３をオ
ンに制御する。これにより、図１１のごとく、第２およ
び第３のモードでは光量が増加し、検出距離が長くなる
。
【００２７】なお、第４の実施例を第３の実施例に適用
することができ、この場合は、さらに抵抗とＡＮＳＷと
をＶＲ３２に並列に挿入してオンオフ制御を行えばよい
。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
レーザーの寿命を予測して警報を発し、また寿命接近検
出により動作停止に到る時間を引き延ばすように構成し
たものであるから、運用に支障を来すことなく半導体レ
ーザーを交換することができる等運用上の効果を奏する
。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明の原理図
【図２】　　半導体レーザーの特性例（その２）を表す
図
【図３】　　第１の実施例の構成図
【図４】　　第２の実施例の構成図
【図５】　　第３の実施例の構成図
【図６】　　第４の実施例の構成図
【図７】　　図６の動作説明図
【図８】　　バーコード読取り装置の構成例を表す図
【
図９】　　従来例の構成図
【図１０】　　寿命を考慮した半導体レーザー制御例を
表す図
【図１１】　　半導体レーザーの特性例（その１）を表
す図
【符号の説明】
１　　温度センサ ２　　半導体レーザー ２ａ　　フォトダイオードＰＤ ２ｂ　　レーザーダイオードＬＤ ３　　半導体レーザー制御回路 ６　　検出部 ７、８　　アナログディジタル変換器ＡＤＣ９　　プロ
セッサＣＰＵ １０　　電気的に書込み及び消去が可能な固定記憶素子
ＥＥＰＲＯＭ １１　　ランプ １２、１８　　電圧調整回路 １３、１７　　アナログスイッチＡＮＳＷ１４　　タイ
マ １５　　イメージセンサ １６　　２値化回路 ２０　　駆動電流測定手段 ２１　　温度測定手段 ２２　　検出手段 ２３　　警報手段 ２４　　記憶手段 ３０、３５、３７、３８、４０、４１　　抵抗器Ｒ３１
、３４、３９　　オペアンプＡ ３２　　可変抵抗器ＶＲ ３３　　コンデンサＣ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　半導体レーザー（２）　の駆動電流を
    制御して該半導体レーザーを一定の光量に点灯制御する
    半導体レーザー制御回路（３）　と、駆動電流測定手段
    （２０）と、温度測定手段（２１）と、記憶手段（２４
    ）と、検出手段（２２）と、警報手段（２３）とを有し
    、該記憶手段（２４）は、該半導体レーザーの該光量に
    おける初期駆動電流値を各温度ごとに記憶し、該温度測
    定手段（２１）は、該半導体レーザーの温度を測定し、
    該駆動電流測定手段（２０）は、該半導体レーザーの駆
    動電流を測定し、該検出手段（２２）は、該駆動電流測
    定手段により測定される駆動電流値と、測定時の該温度
    に対応する前記記憶されている初期駆動電流値とを比較
    し、該駆動電流値が該初期駆動電流値に対して所定割合
    増加したとき該警報手段（２３）により警報を発するよ
    うに構成したことを特徴とする半導体レーザー制御装置
    。
  2. 【請求項２】　　第１の光量に点灯制御する第１の駆動
    手段と、第１の光量より少ない第２の光量に点灯制御す
    る第２の駆動手段とを有し、第１の駆動手段で点灯制御
    しているとき該駆動電流値が該初期駆動電流値に対して
    所定割合増加した場合、第１の駆動手段から第２の駆動
    手段に切換える検出手段であることを特徴とする請求項
    １記載の半導体レーザー制御装置。
  3. 【請求項３】　　所定の比率で半導体レーザーの点灯お
    よび消灯を繰り返し、照射対象からの反射光中に所定の
    情報を検出したとき連続点灯するとともに、該情報検出
    時点から第１の時間経過後も次の該情報を検出しない場
    合は前記所定の比率で点灯および消灯を繰り返す半導体
    レーザー制御装置において、該駆動電流値が対応する温
    度の初期駆動電流値に対して所定割合増加したとき、時
    間設定を第１の時間から第１の時間より短い第２の時間
    に変更することを特徴とする請求項１記載の半導体レー
    ザー制御装置。
  4. 【請求項４】　　所定の比率で半導体レーザーの点灯お
    よび消灯を繰り返し、照射対象からの反射光中に所定の
    情報を検出したとき連続点灯するとともに、該情報検出
    時点から所定時間経過後も次の該情報を検出しない場合
    は前記所定の比率で点灯および消灯を繰り返す半導体レ
    ーザー制御装置において、第１の光量に該半導体レーザ
    ーを点灯制御する第１の駆動手段と、第１の光量より大
    きい第２の光量に該半導体レーザーを点灯制御する第２
    の駆動手段と、連続点灯時には第１の駆動手段で点灯制
    御し、点灯および消灯の繰り返し時には第２の駆動手段
    に切り換える制御手段とを備えることを特徴とする半導
    体レーザー制御装置。
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