JPH0477910B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、複数の半導体レーザから射出された
レーザビームを１本に合成するようにした半導体
レーザ光源装置において、合成ビームの光量を一
定に制御する装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して
走査する光ビーム走査装置が、例えば各種走査記
録装置、走査読取装置等において広く実用に供さ
れている。このような光ビーム走査装置において
光ビームを発生する手段の１つとして、半導体レ
ーザが従来から用いられている。この半導体レー
ザは、ガスレーザ等に比べれば小型、安価で消費
電力も少なく、また駆動電流を代えることによつ
て直接変調が可能である等、数々の長所を有して
いる。

しかしながら、その反面にこの半導体レーザ
は、連続発振させる場合には現状では出力がたか
だか20〜30ｍｗと小さく、したがつて高エネルギ
ーの走査光を必要とする光ビーム走査装置、例え
ば感度の低い記録材料（金属膜、アモルフアス膜
等のDRAW材料等）に記録する走査記録装置等
に用いるのは極めて困難である。

また、ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、
β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、
この放射線エネルギーの一部が螢光体中に蓄積さ
れ、この螢光体に可視光等の励起光を照射する
と、蓄積されたエネルギーに応じて螢光体が輝尽
発光を示すことが知られており、このような蓄積
性螢光体を利用して、人体等の被写体の放射線画
像情報を一旦蓄積性螢光体からなる層を有する蓄
積性螢光体シートに記録し、この蓄積性螢光体シ
ートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光光
を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み
出して画像信号を得、この画像信号に基づき被写
体の放射線画像を写真感光材料等の記録材料、
CRT等に可視像として出力させる放射線画像情
報記録再生システムが本出願人により既に提案さ
れている（特開昭55−12429号、同55−116340号、
同55−163472号、同56−1395号、同56−104645号
など）。このシステムにおいて放射線画像情報が
蓄積記録された蓄積性螢光体シートを走査して画
像情報の読取りを行なうのに、半導体レーザを用
いた光ビーム走査装置の使用が考えられている
が、蓄積性螢光体を輝尽発光させるためには、十
分に高エネルギーの励起光を該螢光体に照射する
必要があり、したがつて前記半導体レーザを用い
た光ビーム走査装置を、この放射線画像情報記録
再生システムにおいて画像情報読取りのために使
用することも極めて難しい。

そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザか
ら十分高エネルギーの走査ビームを得るために、
複数の半導体レーザを使用し、これらの半導体レ
ーザから射出されたレーザビームを１本に合成す
ることが考えられる（この場合、各レーザビーム
は走査点までの光路途中で１本に合成されていて
もよいし、また走査点上で１本に合成されてもよ
い）。しかしながら、周知の通り半導体レーザか
ら射出されるレーザビームの光量は、半導体レー
ザの経時変化や周囲温度の変化等によつて変動す
るので、多くの場合、合成されたビームの光量を
一定に保つ制御を行なう必要がある。従来よりレ
ーザビームの光量を光量検出器によつて検出し、
その光量信号をレーザ光量制御回路にフイードバ
ツクしレーザビームの光量を一定に保つ制御が公
知となつているが、前記のように複数のレーザビ
ームを合成して走査する場合、各半導体レーザに
対してそれぞれ上記の光量一定化制御を行なう
と、光量検出器や光量制御回路が半導体レーザの
数だけ必要となつて、走査装置が大型化し、また
そのコストも高くなる難点がある。

（発明の目的） そこで本発明は、複数の半導体レーザから射出
されたレーザビームを１本に合成する半導体レー
ザ光源装置において、合成ビームの光量を一定に
保つことが可能で、小型、安価に形成されうる光
量制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

（発明の構成） 本発明の半導体レーザ光源光量制御装置は、前
述のように複数しかも特に３個以上の半導体レー
ザを有し、これらの半導体レーザから射出された
各レーザビームを１本のビーム合成するようにし
た半導体レーザ光源装置において、 半導体レーザのうちの一部を駆動する１つまた
は複数のフイードバツク制御用定電流回路または
定出力回路と、 残余の２個以上の半導体レーザをそれぞれ個別
に駆動する複数の定電流回路または定出力回路
と、 合成されたレーザビームの光量を検出する光量
検出器と、 この光量検出器が出力する光量信号と、合成さ
れたレーザビームの所定光量を示す基準信号とを
比較し、これら光量信号と基準信号との偏差を示
す偏差信号を出力する比較回路と、 上記フイードバツク制御用定電流回路また定出
力回路に接続され、上記偏差信号を受けて、上記
偏差が解消されるように該回路のレーザ駆動電流
を変化させる制御回路とが設けられてなるもので
ある。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施態様による光量制御
装置を備えた半導体レーザ光源装置を示すもので
ある。一例として４つの半導体レーザ１１，１
２，１３，１４は互いにビーム射出軸を平行に揃
えて配置され、これらの半導体レーザ１１，１
２，１３，１４のそれぞれに対してコリメータレ
ンズ２１，２２，２３，２４と、反射ミラー３
１，３２，３３，３４が設けられている。各半導
体レーザ１１，１２，１３，１４から射出された
レーザビームは、上記コリレータレンズ２１，２
２，２３，２４によつて平行ビーム４１，４２，
４３，４４とされ、この平行ビーム４１，４２，
４３，４４は上記反射ミラー３１，３２，３３，
３４により反射されて、共通のガルバノメータミ
ラー５に入射する。

ガルバノメータミラー５は図中矢印Ａ方向に往
復揺動し、上記平行ビーム４１，４２，４３，４
４を偏向する。偏向された平行ビーム４１，４
２，４３，４４は、共通の集束レンズ６によつて
１つの合成ビームスポツトＳに集束される。した
がつて上記スポツトＳが照射される位置に被走査
面７を配置すれば、該被走査面７は、各半導体レ
ーザ１１，１２，１３，１４から射出されたレー
ザビームが合成されて高エネルギーとなつた合成
ビーム４５によつて矢印Ｂ方向に走査される。な
お通常上記被走査面７は平面とされ、そのために
集束レンズ６としてfθレンズが用いられる。

ここで前述した半導体レーザ１１，１２，１
３，１４はそれぞれ、公知の定電流回路Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４により、駆動電流を一定に設定し
て駆動される。こうすれば、各半導体レーザ１１
〜１４が発するレーザビーム（平行ビーム）４１
〜４４の光量変動はある程度抑えられるが、それ
でも先に述べたような理由で光量変動が生じる。
レーザビーム４１〜４４の光量が変動すれば当
然、合成ビーム４５の光量が変動することにな
る。そこで上記定電流回路Ｃ１〜Ｃ４の一部、本
例では１つの定電流回路Ｃ４には、該定電流回路
Ｃ４に設定電流を変化させる制御回路Ｄ４が接続
されている。

一方、被走査面７上の有効走査幅から外れた位
置には、前記合成ビーム４５のスポツトＳの光量
を検出する例えばフオトダイオード等からなる光
量検出器５２が配され、該光量検出器５２の出力
は増幅器５３によつて増幅され、光量信号Ｐとし
て比較回路５１に入力される、それとともにこの
比較回路５１には、合成ビーム４５のスポツトＳ
の所定光量を示す基準信号Srが入力される。

合成ビーム４５のスポツトＳの光量は、走査１
回ごとに上記光量検出器５２によつて検出され、
その光量を示す光量信号Ｐが上記の通りに比較回
路５１に入力される。比較回路５１はこの光量信
号Ｐと、前記所定光量を担持する基準信号Srと
を比較し、光量信号Ｐが基準信号Srを上回ると
（すなわちビームスポツトＳの光量が上記所定光
量を上回ると）ハイレベルのＨ信号を出力する。
反対に光量信号Ｐが基準信号Sr以下の場合（ビ
ームスポツトＳの光量が上記所定光量以下の場
合）、比較回路５１はローレベルのＬ信号を出力
する。

このＬ信号あるいはＨ信号は、前記制御回路Ｄ
４に入力される。この制御回路Ｄ４は、Ｈ信号を
受けている間は定電流回路Ｃ４の設定電流を低下
させる。それにより半導体レーザ１４の光出力が
低下し、合成ビーム４５のスポツトＳの光量が低
下して上記所定光量に近づく。反対にＬ信号が入
力されているとき制御回路Ｄ４は、定電流回路Ｃ
４の設定電流を増大させる。それにより半導体レ
ーザ１４の光出力が増大し、合成ビーム４５のス
ポツトＳの光量が上記所定光量に近づく。以上の
ような制御が行なわれることにより、合成ビーム
４５のスポツトＳの光量は所定光量に維持される
ようになる。なおこの場合、制御回路Ｄ４による
定電流回路Ｃ４の設定電流制御量（増大量、低下
量）は、微小な一定量とされるが、比較回路５１
として光量信号Ｐと基準信号Srとの偏差に対応
したレベルの信号を出力する回路を用い、この偏
差の大きさに応じて上記制御量を変えるようにし
てもよい。

なお前述したような理由による半導体レーザ１
１，１２，１３，１４の光量変動のサイクルは、
合成ビームスポツトＳの走査の周期に比べれば極
度に長いものであるから１走査の間に合成ビーム
スポツトＳの光量が変動することはなく、したが
つて上記のように１回の走査毎にスポツトＳの光
量に応じて半導体レーザ１４の出力を制御するけ
で、スポツトＳの光量は一定に保たれる。また上
記の半導体レーザ光源装置は、平行ビーム４１，
４２，４３，４４を集束レンズ６によつて１点に
集束されるものであるが、複数の集れんビーム
を、それぞれの集れん点が共通のスポツトにおい
て重なるように合成する半導体レーザ光源装置に
おいても、本発明は同様に適用可能である。

次に第２図は、本発明の第２実施態様による光
量制御装置を示すものである。なおこの第２図に
おいて、前記第１図中の要素と同等の要素には同
番号を付し、それらについての説明は省略する
（以下、同様）。この第２図の光量制御装置におい
ては、前記第１図の装置で用いられた定電流回路
Ｃ１〜Ｃ４に代えて、定出力回路Ｅ１〜Ｅ４が設
けられている。これらの定出力回路Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３，Ｅ４は、それぞれ半導体レーザ１１，１
２，１３，１４のケース内に内蔵された光検出器
（図示せず）から出力された光量信号Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４を受け、該光量信号Ｓ１〜Ｓ４がそれ
ぞれ所定値となるように（すなわちレーザビーム
４１〜４４の光量がそれぞれ所定値となるよう
に）レーザ駆動電流を制御する。しかしこのよう
にしても、前述した理由により合成ビーム４５の
光量変動が生じることがある。そこで一例として
１つの定出力回路Ｅ４には前記制御回路Ｄ４が接
続され、第１図の装置におけるのと同様にして、
定出力回路Ｅ４のレーザ駆動電流が制御される。
このような制御が行なわれることにより、この場
合も合成ビーム４５は所定光量に保たれるように
なる。

次に第３図は、本発明の第３実施態様装置を概
略図に示すものである。この第３図の半導体レー
ザ光源装置においては、６つの半導体レーザ６
１，６２，６３，６４，６５，６６から射出され
たレーザビームがコリメータレンズ７１，７２，
７３，７４，７５，７６を通して平行ビーム８
１，８２，８３，８４，８５，８６とされ、これ
ら平行ビーム８１，８２，８３，８４，８５，８
６がホログラム素子９０によつて１本の高エネル
ギーのビーム８７に合成されている。この合成ビ
ーム８７は一例として回転多面鏡９１によつて偏
向され、図示しない被走査面上を走査する。なお
上記のように複数のレーザビームを１本に合成す
るためには、ホログラム素子９０の他、例えば２
軸性結晶素子など公知のビーム合成手段が用いら
れてもよい。

上記６つの半導体レーザ６１，６２，６３，６
４，６５，６６は、前記第１図の装置におけるの
と同様に、定電流回路Ｃ１〜Ｃ６によつて電流一
定で駆動される。そして合成ビーム８７の光路途
中にはハーフミラー９２が配設され、該ハーフミ
ラー９２によつて分岐された合成ビームの一部
（ビーム８７ａ）の光量が、光量検出器５２によ
つて検出される。上記ビーム８７ａの光量と、走
査される合成ビーム８７ｂの光量は対応している
ので、ビーム８７ａの光量を検出することによ
り、ビーム８７ｂの光量を検出できる。また一例
として２つの半導体レーザ６５，６６を駆動する
定電流回路Ｃ５，Ｃ６は、制御回路Ｄ５，Ｄ６の
制御信号を受けて、設定電流量を変えうるように
なつている。この装置においても、ビーム８７ｂ
の光量を示す光量信号Ｐを比較回路５１に入力
し、該比較回路５１からのＨ信号あるいはＬ信号
を制御回路Ｄ５，Ｄ６に入力して、第１図の装置
におけるのと同様に定電流回路Ｃ５，Ｃ６の設定
電流を制御すれば、合成ビーム８７ｂが所定光量
に保たれる。

なお本発明において合成するレーザビームの本
数は、以上説明の実施態様における４本、６本に
限られるものではない。また光量制御駆動される
半導体レーザも１台あるいは２台に限られるもの
ではなく、合成するレーザビームの数が増大して
合成ビームの光量変動幅が大きくなる場合には、
光量制御駆動する半導体レーザの数を適宜増やし
て、合成ビームの光量変動幅以上の光量制御範囲
を確保すればよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の半導体レーザ
光源光量制御装置によれば、合成ビームの光量を
正確に一定に保つことが可能であり、そして該光
量の一定化は、一部の半導体レーザの光量をフイ
ードバツク制御することによつて達成されるよう
になつているので回路が簡素化され、本装置は極
めて小型、安価に形成されるものとなる。

また本発明の半導体レーザ光源光量制御装置
は、フイードバツク制御されない複数の半導体レ
ーザをそれぞれ専用の定電流回路または定出力回
路によつて個別に駆動するものであるので、これ
らの半導体レーザとして互いに出力やタイプが異
なるもの等も自由に使用可能となる上、多くの場
合半導体レーザとセツトで市販される専用の定電
流回路または定出力回路をそのまま活用可能とな
る。以上により本発明は、フイードバツク制御さ
れない複数の半導体レーザを共通の駆動回路で駆
動する場合に比べれば、より広範な半導体レーザ
光源装置に対して自由に適用し得るものとなり、
そしてフイードバツク制御されない半導体レーザ
用の特殊な共用駆動回路を設計、製造する必要も
なくなつてより容易に実施可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はそれぞれ、本発
明の第１、第２および第３実施態様装置が適用さ
れた半導体レーザ光源装置を示す概略図である。 １１，１２，１３，１４，６１，６２，６３，
６４，６５，６６……半導体レーザ、４１，４
２，４３，４４，８１，８２，８３，８４，８
５，８６……平行ビーム（レーザビーム）、４５，
８７……合成ビーム、５１……比較回路、５２…
…光量検出器、９０……ホログラム素子、Ｃ１〜
Ｃ６……定電流回路、Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６……制御
回路、Ｅ１〜Ｅ４……定出力回路、Ｐ……光量信
号、Sr……基準信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３個以上の半導体レーザから射出された各レ
   ーザビームを１本に合成するようにした半導体レ
   ーザ光源装置において、 前記半導体レーザのうちの一部を駆動する１つ
   または複数のフイードバツク制御用定電流回路ま
   たは定出力回路と、 残余の２個以上の半導体レーザをそれぞれ個別
   に駆動する複数の定電流回路または定出力回路
   と、 合成されたレーザビームの光量を検出する光量
   検出器と、 この光量検出器が出力する光量信号と、合成さ
   れたレーザビームの所定光量を示す基準信号とを
   比較し、これら光量信号と光量信号との偏差を示
   す偏差信号を出力する比較回路と、 前記フイードバツク制御用定電流回路または定
   出力回路に接続され、前記偏差信号を受けて、前
   記偏差が解消されるように該回路のレーザ駆動電
   流を変化させる制御回路とが設けられてなる半導
   体レーザ光源光量制御装置。