JPH0477911B2 - - 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、また駆動電流を変えることによつ
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56−11395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
ツクして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
本のビームに合成するようにした半導体レーザ光
源装置において、 複数の半導体レーザのうちの一部を駆動する１
台の定電流回路と、 残りの半導体レーザから射出されたレーザビー
ムの光量を検出する手段を含み、その検出光量が
所定の設定値となるように該半導体レーザの駆動
電流を制御する定出力回路と、 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、これらの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定出力回路
による上記設定値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、上記コリメータレンズ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１１〜１４のう
ち、一例として３つの半導体レーザ１１，１２，
１３は公知の定電流回路５４により、駆動電流を
一定に設定して駆動される。一方、残りの半導体
レーザ１４は、公知の定出力回路５５によつて駆
動される。この定出力回路５５は、半導体レーザ
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S4を受け、該光量
信号S4が所定値となるように（すなわちレーザ
ビーム４４の光量が所定値となるように）レーザ
駆動電流を制御する。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。そこで上記定出力回路５５には、該定出
力回路５５による半導体レーザ１４の設定出力を
変化させる制御回路５６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５
６に入力される。この制御回路５６はＨ信号を受
けている間は、定出力回路５５による半導体レー
ザ１４の設定出力を低下させる。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５６は、定出力回路５５による半導体レーザ１
４の設定出力を増大させる。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５６による
定出力回路５５の設定出力制御量（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
１１，１２，１３，１４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
するだけで、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点に集束させるものであるが、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実施態様装置を概
略的に示すものである。この第２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６１〜６６のうち、一
例として５つの半導体レーザ６１，６２，６３，
６４，６５は、前記第１図の装置におけるのと同
様に、定電流回路５４によつて電流一定で駆動さ
れる。一方、残りの半導体レーザ６６は、定出力
回路５５によつて駆動される。この定出力回路５
５は、半導体レーザ６６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Ｓ
６を受け、該光量信号Ｓ６が所定値となるように
（すなわちレーザビーム８６の光量が所定値とな
るように）レーザ駆動電流を制御する。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。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５６に入力して、第１図の装置におけるのと
同様に定出力回路５５の設定出力を制御すれば、
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、そして複数
の半導体レーザを各１台の定電流回路と定出力回
路とによつて駆動するとともに、上記光量の一定
化を、一部の半導体レーザの光量フイードバツク
制御により達成するようにし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する半導体レーザをまず
定出力回路により、光量が所定の設定値となるよ
うにフイードバツク制御した上で、合成レーザビ
ームの検出光量と基準信号との偏差に応じて上記
設定値を変化させる、という２重のフイードバツ
ク制御を行なうものであるので、フイードバツク
制御する半導体レーザの駆動電流を合成レーザビ
ームの検出光量に基づいて直接制御する場合に比
べれば、制御回路の構成をより簡単にすることが
できる。すなわち、上述のような定出力回路はい
わゆるAPC（自動光量制御）回路として確立され
ており、そして、その光量設定値を変更するだけ
の制御は、極めて簡単な回路によつて実行可能と
なるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、本発明の第１
および第２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、５４……定電流回路、５５……定
出力回路、５６……制御回路、９０……ホログラ
ム素子、Ｐ……光量信号、Sr……基準信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数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、 前記複数の半導体レーザのうちの一部を駆動す
   る１台の定電流回路と、 残りの半導体レーザから射出されたレーザビー
   ムの光量を検出する手段を含み、その検出光量が
   所定の設定値となるように該半導体レーザの駆動
   電流を制御する定出力回路と、 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、 前記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定出力回路
   による前記設定値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。