JPH06302885A - Semiconductor laser driving circuit - Google Patents
Semiconductor laser driving circuitInfo
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- JPH06302885A JPH06302885A JP11412793A JP11412793A JPH06302885A JP H06302885 A JPH06302885 A JP H06302885A JP 11412793 A JP11412793 A JP 11412793A JP 11412793 A JP11412793 A JP 11412793A JP H06302885 A JPH06302885 A JP H06302885A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザダイオー
ドの光出力を、多階調信号に応じて変化させるための半
導体レーザ駆動回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser driving circuit for changing the optical output of a semiconductor laser diode according to a multi-gradation signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体レーザダイオードの光出力は、そ
れに流される電流（レーザ駆動電流）によって変化す
る。画像データの信号に応じて光出力を変えようとする
時には、画像データに応じてレーザ駆動電流を変える必
要がある。最近では、多階調の画像データ信号により、
光出力を変えることも行われている。2. Description of the Related Art The light output of a semiconductor laser diode changes depending on the current (laser drive current) passed through it. When it is desired to change the light output according to the image data signal, it is necessary to change the laser drive current according to the image data. Recently, with multi-gradation image data signals,
The light output is also changed.
【０００３】図６は、そのような半導体レーザ駆動回路
の第１の従来例を示す図である。図６において、１は半
導体レーザダイオード、２は電流源、３は電流値制御回
路、４は多階調信号端子である。電流源２の電流を制御
する信号がアナログ値である場合、電流値制御回路３か
ら出される制御信号はアナログ値でなければならない。
画像データの多階調信号はディジタル値であるから、電
流値制御回路３は、ディジタル値の入力を受けアナログ
値の出力を出すものとして構成される。従って、少なく
とも内部にＤＡ変換回路を有している。FIG. 6 is a diagram showing a first conventional example of such a semiconductor laser drive circuit. In FIG. 6, 1 is a semiconductor laser diode, 2 is a current source, 3 is a current value control circuit, and 4 is a multi-gradation signal terminal. When the signal for controlling the current of the current source 2 has an analog value, the control signal output from the current value control circuit 3 must have an analog value.
Since the multi-gradation signal of the image data has a digital value, the current value control circuit 3 is configured to receive a digital value and output an analog value. Therefore, at least the DA conversion circuit is provided inside.
【０００４】図７は、第１の従来例におけるレーザ駆動
電流特性を示す図である。横軸は多階調信号端子４から
入力される多階調信号を表し、ＤF はフル信号値（最大
値）である。多階調信号が８ビットから成っている場
合、フル信号値ＤF は２５６である。縦軸は電流源２の
電流（レーザ駆動電流）を表し、電流ＩMIN は多階調信
号が０の時に流れる電流であり、電流ＩMAX は多階調信
号がＤF の時に流れる電流である。２０は電流特性曲線
である。FIG. 7 is a diagram showing a laser drive current characteristic in the first conventional example. The horizontal axis represents the multi-gradation signal input from the multi-gradation signal terminal 4, and D F is the full signal value (maximum value). When the multi-gradation signal is composed of 8 bits, the full signal value D F is 256. The vertical axis represents the current of the current source 2 (laser drive current), the current I MIN is the current that flows when the multi-gradation signal is 0, and the current I MAX is the current that flows when the multi-gradation signal is D F. . 20 is a current characteristic curve.
【０００５】レーザ発光している範囲において、光出力
を多階調信号に対して直線的な関係で変化させるために
は、レーザ駆動電流を多階調信号に対して直線的な関係
で変化させなければならない。従って、電流特性曲線２
０は、図７に示すように、直線となるよう電流値制御回
路３を構成する必要がある。In order to change the light output in a linear relationship with respect to the multi-gray scale signal in the range of laser emission, the laser drive current is changed in a linear relationship with respect to the multi-gray scale signal. There must be. Therefore, the current characteristic curve 2
As shown in FIG. 7, it is necessary to configure the current value control circuit 3 so that 0 is a straight line.
【０００６】図８は、半導体レーザ駆動回路の第２の従
来例を示す図である。符号は図６のものに対応し、５は
スイッチング回路、６はパルス幅制御回路である。この
例では、電流源２の電流を一定にしておき、スイッチン
グ回路５がオンする期間を制御することにより、半導体
レーザダイオード１への電流を制御する。スイッチング
回路５を制御する信号がアナログ値である場合、パルス
幅制御回路６から出される制御信号はアナログ値でなけ
ればならない。画像データの多階調信号はディジタル値
であるから、パルス幅制御回路６は、ディジタル値の入
力を受けアナログ値の出力を出すものとして構成され
る。従って、少なくとも内部にＤＡ変換回路を有してい
る。FIG. 8 is a diagram showing a second conventional example of a semiconductor laser drive circuit. Reference numerals correspond to those in FIG. 6, 5 is a switching circuit, and 6 is a pulse width control circuit. In this example, the current to the semiconductor laser diode 1 is controlled by keeping the current of the current source 2 constant and controlling the period during which the switching circuit 5 is turned on. When the signal controlling the switching circuit 5 has an analog value, the control signal output from the pulse width control circuit 6 must have an analog value. Since the multi-gradation signal of the image data has a digital value, the pulse width control circuit 6 is configured to receive a digital value input and output an analog value output. Therefore, at least the DA conversion circuit is provided inside.
【０００７】図９は、第２の従来例におけるレーザ駆動
電流特性を示す図である。横軸は多階調信号端子４から
入力される多階調信号を表し、ＤF はフル信号値（最大
値）である。多階調信号が８ビットから成っている場
合、フル信号値ＤF は２５６である。縦軸はパルス幅を
表し、ＷMAX は最大パルス幅である。２１はパルス幅特
性曲線である。FIG. 9 is a diagram showing a laser drive current characteristic in the second conventional example. The horizontal axis represents the multi-gradation signal input from the multi-gradation signal terminal 4, and D F is the full signal value (maximum value). When the multi-gradation signal is composed of 8 bits, the full signal value D F is 256. The vertical axis represents the pulse width, and W MAX is the maximum pulse width. 21 is a pulse width characteristic curve.
【０００８】レーザ発光している範囲において、光出力
を多階調信号に対して直線的な関係で変化させるために
は、パルス幅を多階調信号に対して直線的な関係で変化
させなければならない。従って、パルス幅特性曲線２１
は、図１１に示すように、直線となるようパルス幅制御
回路６を構成する必要がある。なお、パルス幅特性曲線
２１の両端部にある点線部分２１−１，２１−２は、こ
の従来例が有する問題点に関係した部分であるが、それ
については次の「発明が解決しようとする課題」の項で
説明する。なお、このような半導体レーザ駆動回路に関
する文献としては、例えば、特開昭63−191473号公報，
特開平３− 46383号公報等がある。In order to change the light output in a linear relationship with respect to the multi-gray scale signal in the range of laser emission, the pulse width must be changed in a linear relationship with the multi-gray scale signal. I have to. Therefore, the pulse width characteristic curve 21
Requires that the pulse width control circuit 6 be configured to be a straight line as shown in FIG. The dotted line parts 21-1 and 21-2 at both ends of the pulse width characteristic curve 21 are related to the problem of this prior art example, which will be described below. It will be explained in the section “Issues” Note that documents relating to such a semiconductor laser drive circuit include, for example, JP-A-63-191473,
There is JP-A-3-46383.
【０００９】[0009]
（問題点）前記した従来の技術では、電流値制御回路や
パルス幅制御回路として、高速動作をし且つ高機能のも
のを用意しなければならず、コストが高くなってしまう
という問題点があった。(Problem) In the above-mentioned conventional technique, there is a problem that the current value control circuit and the pulse width control circuit have to operate at high speed and have a high function, resulting in an increase in cost. It was
【００１０】（問題点の説明）まず、第１の従来例の電
流値制御回路３について説明する。これに入力される画
像データの多階調信号は、高速で変化するディジタル信
号である。従って、高速動作をする回路としなければな
らない。また、多階調信号は、画質向上の要望が強くな
るにつれ、４ビットの信号から６ビットあるいは８ビッ
トの信号というように、次第に階調度の高いものとなっ
て来ている。ビット数の多い多階調信号の場合に、図７
に示したように、多階調信号の全範囲（０〜フル信号値
ＤF ）という広い範囲にわたって直線的な特性にしよう
とすると、電流値制御回路３を高機能の回路としなけれ
ばならない。そのため、電流値制御回路３は高価なもの
となってしまう。(Description of Problems) First, the current value control circuit 3 of the first conventional example will be described. The multi-gradation signal of the image data input to this is a digital signal that changes at high speed. Therefore, it must be a circuit that operates at high speed. Further, as the demand for improving the image quality becomes stronger, the multi-gradation signal is gradually becoming higher in gradation from a 4-bit signal to a 6-bit or 8-bit signal. In the case of a multi-gradation signal with many bits, FIG.
As shown in FIG. 7, if the linear characteristic is to be used over a wide range of the multi-grayscale signal (0 to full signal value D F ), the current value control circuit 3 must be a highly functional circuit. Therefore, the current value control circuit 3 becomes expensive.
【００１１】次に、第２の従来例のパルス幅制御回路６
について説明する。これも、入力は高速で変化するか
ら、高速動作をする回路としなければならない。また、
画質向上のためには、図９に示したように、階調度の高
い多階調信号の全範囲にわたって直線的な特性を有する
ものが望まれる。しかし、一般にパルス幅制御回路で
は、パルス幅が狭くなっている部分と、広くなっている
部分における小刻みなパルス幅制御が、あまり精度よく
行われない。図９の点線部分２１−１，２１−２は、そ
れを表している。Next, the pulse width control circuit 6 of the second conventional example.
Will be described. Also in this case, since the input changes at high speed, it must be a circuit that operates at high speed. Also,
In order to improve the image quality, it is desired to have linear characteristics over the entire range of a multi-gradation signal having a high gradation, as shown in FIG. However, in general, the pulse width control circuit does not perform precise pulse width control in a portion where the pulse width is narrow and in a portion where the pulse width is wide. The dotted line portions 21-1 and 21-2 in FIG. 9 show this.
【００１２】即ち、階調度の高い多階調信号の場合、信
号値が小さい範囲では、パルス幅はほぼ０となってしま
い、ほとんど区別ができなくなる（点線部分２１−
１）。同様に、信号値が大きい範囲では、ほぼ最大幅Ｗ
MAX となってしまい、これまたほとんど区別ができなく
なる（点線部分２１−２）。このような範囲でも、実線
の如く直線的に変化する特性を得ようとすると、パルス
幅制御回路６は高価なものとなってしまう。本発明は、
以上のような問題点を解決することを課題とするもので
ある。That is, in the case of a multi-gradation signal with a high gradation, the pulse width becomes almost 0 in the range where the signal value is small, and it is almost impossible to distinguish (dotted line portion 21-
1). Similarly, in the range where the signal value is large, the maximum width W is almost
It becomes MAX, and it is almost impossible to distinguish it (dotted line portion 21-2). Even in such a range, the pulse width control circuit 6 becomes expensive if an attempt is made to obtain a characteristic that changes linearly like a solid line. The present invention is
It is an object to solve the above problems.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の半導体レーザ駆動回路では、半導体レーザ
ダイオードに直列接続されたスイッチング回路と電流源
と、前記スイッチング回路のオン期間を制御するパルス
幅制御回路と、前記電流源の電流値を制御する電流値制
御回路と、入力されてくる多階調信号の値が第１の所定
値より小さい第１の範囲にある値か第１の所定値より大
なる第２の所定値より大きい第３の範囲にある値か第１
の所定値と第２の所定値の間の第２の範囲にある値かを
判定し、第１および第３の範囲にある値である時には前
記電流値制御回路に多階調信号に応じた信号を制御信号
源として送り、第２の範囲にある値である時には前記パ
ルス幅制御回路に多階調信号に応じた信号を制御信号源
として送る信号値範囲判定部とを具えることとした。In order to solve the above problems, in a semiconductor laser drive circuit of the present invention, a switching circuit and a current source connected in series with a semiconductor laser diode, and a pulse for controlling an ON period of the switching circuit. A width control circuit, a current value control circuit for controlling the current value of the current source, and a value of the input multi-gradation signal in a first range smaller than a first predetermined value or a first predetermined value. A value in the third range greater than the second predetermined value greater than the value or the first
Is within a second range between the predetermined value and the second predetermined value of, and when the values are within the first and third ranges, the current value control circuit responds to the multi-gradation signal. A signal value range determination unit for sending a signal as a control signal source and sending a signal corresponding to a multi-tone signal to the pulse width control circuit as a control signal source when the value is in the second range is provided. .
【００１４】[0014]
【作 用】半導体レーザダイオードに、パルス幅制御
回路でオン期間が制御できる（パルス幅が制御できる）
スイッチング回路と、電流値制御回路で電流値が制御で
きる電流源とを直列接続する。そして、半導体レーザダ
イオードの光出力を制御する多階調信号の全範囲を、安
価なコストのパルス幅制御回路では精度よくパルス幅制
御を行うことが出来ないところのパルス幅小の範囲Ａと
パルス幅大の範囲Ｃと、精度よく行える中間の範囲Ｂと
の３つに分ける。[Operation] The ON period can be controlled by the pulse width control circuit for the semiconductor laser diode (the pulse width can be controlled)
A switching circuit and a current source whose current value can be controlled by a current value control circuit are connected in series. Then, the entire range of the multi-grayscale signal for controlling the optical output of the semiconductor laser diode is controlled by the pulse width control circuit at a low cost, so that the pulse width control cannot be accurately performed. It is divided into three, a wide range C and an intermediate range B that can be accurately performed.
【００１５】多階調信号が範囲Ａ，Ｃの値である場合に
は、パルス幅は一定にしておいて電流値を変化させる。
多階調信号が範囲Ｂの値である場合には、電流値は一定
にしておいてパルス幅を変化させる。階調の変化は、パ
ルス面積（パルス幅×高さ）の変化により実現される。
このようにすると、電流値の変化ステップ数は多階調信
号の変化ステップ数より少なくなるので、電流値制御回
路は多階調信号より少ないビット数を扱う回路とするこ
とが出来、コストが安くなる。また、パルス幅制御回路
は、中間のパルス幅の制御をするものであればよいの
で、コストが安くなる。When the multi-gradation signal has values in the ranges A and C, the pulse width is kept constant and the current value is changed.
When the multi-tone signal has a value in the range B, the current value is kept constant and the pulse width is changed. The change in gradation is realized by the change in pulse area (pulse width × height).
By doing so, the number of change steps of the current value becomes smaller than the number of change steps of the multi-gradation signal, so that the current value control circuit can be a circuit that handles a smaller number of bits than the multi-gradation signal, and the cost is low. Become. Further, the pulse width control circuit only needs to control the intermediate pulse width, so that the cost is reduced.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の半導体レーザ駆動回路を
示す図である。符号は図６，図８のものに対応し、７は
信号値範囲判定部である。本発明では、半導体レーザダ
イオード１を駆動する電流を、電流源２の電流値の制御
とそれを流している期間（パルス幅）の制御とを併用す
ることによって制御する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor laser drive circuit of the present invention. Reference numerals correspond to those in FIGS. 6 and 8, and 7 is a signal value range determination unit. In the present invention, the current for driving the semiconductor laser diode 1 is controlled by using both the control of the current value of the current source 2 and the control of the period (pulse width) during which it is flowing.
【００１７】一般にパルス幅制御回路は、パルス幅が狭
くなっている範囲とか最大に近いほど広くなっている範
囲においても、小刻みにパルス幅を変化させるように構
成すると高価になる。そこで、それらの範囲において
は、パルス幅は一定にしておいて、パルスの高さ（電流
の大きさ）を小刻みに変える。それらの中間の範囲にお
いては、パルスの高さを一定にしておいて、パルス幅を
小刻みに変える。In general, the pulse width control circuit is expensive if it is configured to change the pulse width in small steps even in a range in which the pulse width is narrow, or in a range in which the pulse width is wider toward the maximum. Therefore, in these ranges, the pulse width is kept constant, and the pulse height (current magnitude) is changed in small steps. In the intermediate range, the pulse height is kept constant and the pulse width is changed in small steps.
【００１８】多階調信号の信号値間の区別（即ち、階調
の区別）は、半導体レーザダイオード１への駆動電流エ
ネルギーの差によってつけられるわけであるが、駆動電
流エネルギーは、電流のパルス面積に対応している。本
発明では、電流のパルス面積の変化を、パルス幅を一定
にしておいて電流値を変えるという方法と、電流値を一
定にしておいてパルス幅を変えるという方法とによって
行うが、いずれの方法によって行うかは、多階調信号の
値に応じて決める。The distinction between the signal values of the multi-gradation signal (that is, the distinction of the gradation) is made by the difference in the drive current energy to the semiconductor laser diode 1. The drive current energy is the pulse of the current. It corresponds to the area. In the present invention, the change of the pulse area of the current is performed by the method of changing the current value with the pulse width kept constant, and the method of changing the pulse width with the current value kept constant. Whether or not to perform is determined according to the value of the multi-gradation signal.
【００１９】信号値範囲判定部７は、入力されて来る多
階調信号が、予め定めた範囲のどれに入る値かを判定す
る。そして、パルス幅を制御すると定めている範囲の値
であった場合には、多階調信号に応じた信号をパルス幅
制御回路６へ送る。電流の大きさを制御すると定めてい
る範囲の値であった場合には、電流値制御回路３へ送
る。多階調信号に応じた信号がパルス幅制御回路６へ送
られた時には、スイッチング回路５がパルス幅制御され
る。その場合には、電流源２の電流値は一定に保たれて
いる。多階調信号に応じた信号が電流値制御回路３へ送
られた時には、電流源２の電流値が制御される。その場
合には、スイッチング回路５のオン期間（パルス幅）は
一定に保たれている。The signal value range determination section 7 determines which of the predetermined ranges the input multi-gradation signal falls within. Then, when the value is within the range determined to control the pulse width, a signal corresponding to the multi-tone signal is sent to the pulse width control circuit 6. If the value is within the range that the magnitude of the current is controlled, the current value is sent to the current value control circuit 3. When a signal corresponding to the multi-tone signal is sent to the pulse width control circuit 6, the switching circuit 5 is pulse width controlled. In that case, the current value of the current source 2 is kept constant. When a signal corresponding to the multi-gradation signal is sent to the current value control circuit 3, the current value of the current source 2 is controlled. In that case, the ON period (pulse width) of the switching circuit 5 is kept constant.
【００２０】図２は、本発明におけるレーザ駆動電流特
性を示す図である。横軸は多階調信号を表し、上に向か
う縦軸はパルス幅を表し、下に向かう縦軸は電流値を表
している。２２はパルス幅特性曲線、２３は電流特性曲
線である。多階調信号の範囲を、Ａ，Ｂ，Ｃの範囲に分
ける。FIG. 2 is a diagram showing a laser drive current characteristic in the present invention. The horizontal axis represents the multi-gradation signal, the vertical axis pointing up represents the pulse width, and the vertical axis pointing down represents the current value. Reference numeral 22 is a pulse width characteristic curve, and 23 is a current characteristic curve. The multi-tone signal range is divided into A, B, and C ranges.
【００２１】パルス幅制御回路は、一般にパルス幅が小
さい範囲と大きい範囲においては、パルス幅を細かく制
御することが困難であるが、Ａ，Ｂ，Ｃの範囲は、その
ことを考慮して定める。即ち、Ａの範囲は、多階調信号
が小さい範囲であって、多階調信号の変化に対応させて
パルス幅の変化をさせにくい範囲である。信号値Ｄ
1は、Ａの範囲を定めるために決めた信号値であり、信
号値がそれより小さい範囲をＡの範囲とする。It is generally difficult for the pulse width control circuit to finely control the pulse width in the range where the pulse width is small and the range where the pulse width is large, but the range of A, B and C is determined in consideration of this. . That is, the range A is a range in which the multi-gradation signal is small, and is a range in which it is difficult to change the pulse width in response to the change in the multi-gradation signal. Signal value D
1 is a signal value determined to determine the range of A, and a range having a smaller signal value is the range of A.
【００２２】Ｃの範囲は、多階調信号が大きい範囲であ
って、多階調信号の変化に対応させてパルス幅の変化を
させにくい範囲である。信号値Ｄ2 は、Ｃの範囲を定め
るために決めた信号値であり、信号値がそれより大きい
範囲をＣの範囲とする。そして、ＡとＣの間にある範囲
を、Ｂの範囲とする。The range C is a range in which the multi-gray scale signal is large, and it is difficult to change the pulse width in response to the change in the multi-gray scale signal. The signal value D 2 is a signal value determined in order to determine the range of C, and the range having a larger signal value is the range of C. Then, the range between A and C is set to the range of B.
【００２３】図３は、本発明におけるレーザ駆動電流の
波形図である。横軸は多階調信号を表し、縦軸は半導体
レーザダイオードに流す電流値である。符号は、図２の
ものに対応している。図３を参照しながら、図２の特性
曲線について説明する。範囲Ａでは、パルス幅をＷ1 に
保ったままで、電流値を多階調信号に応じてＩ1 からＩ
2 まで変化させている。範囲Ｂでは、電流値をＩ2 に保
ったままで、パルス幅を多階調信号に応じてＷ1 からＷ
2 まで変化させている。範囲Ｃでは、パルス幅をＷ2 に
保ったままで、電流値を多階調信号に応じてＩ2 からＩ
3 まで変化させている。このようにすれば、パルス波形
の面積は、多階調信号に応じて少しづつ変化し（従っ
て、与えられるエネルギーは少しづつ変化し）、発光エ
ネルギーの上で階調の区別をすることが出来る。FIG. 3 is a waveform diagram of the laser drive current in the present invention. The horizontal axis represents the multi-gradation signal, and the vertical axis represents the current value passed through the semiconductor laser diode. The reference numerals correspond to those in FIG. The characteristic curve of FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the range A, the current value is changed from I 1 to I according to the multi-gradation signal while keeping the pulse width at W 1.
It changes up to 2 . In the range B, the pulse width is changed from W 1 to W according to the multi-gradation signal while keeping the current value at I 2.
It changes up to 2 . In the range C, the current value is changed from I 2 to I according to the multi-gradation signal while keeping the pulse width at W 2.
It is changing up to 3 . By doing so, the area of the pulse waveform changes little by little according to the multi-grayscale signal (hence, the applied energy changes little by little), and the grayscale can be discriminated based on the emission energy. .
【００２４】図４は、本発明の実施例の全体図を示すブ
ロック図である。符号は図１のものに対応し、２−１，
２−２は電流源、３−１はディジタル入力端子、３−２
はアナログ入力端子、３−６はアナログ出力端子、８，
９はＤＡ変換部、１０はモニタ用フォトダイオード、１
１は抵抗、１２はＡＤ変換部、１３はコントローラ、１
４は比較部、１５は基準部である。FIG. 4 is a block diagram showing an overall view of an embodiment of the present invention. The reference numerals correspond to those in FIG.
2-2 is a current source, 3-1 is a digital input terminal, 3-2
Is an analog input terminal, 3-6 is an analog output terminal,
9 is a DA converter, 10 is a monitor photodiode, 1
1 is a resistor, 12 is an AD converter, 13 is a controller,
Reference numeral 4 is a comparison unit, and 15 is a reference unit.
【００２５】この例では、半導体レーザダイオード１へ
の電流は、電流源２−１からの電流ＩA と電流源２−２
からの電流ＩB との合計電流を、スイッチング回路５に
よってパルス幅制御したものとなっている。電流ＩA の
値は、ベースとなる一定の値に設定され、前記合計電流
値を変化させるのは、電流ＩB の方を変化させることに
よって行われる。電流ＩB の最大値は、多階調信号が最
大の時に、半導体レーザダイオード１から所定の最大光
出力が出るように設定される。電流の設定は、次に述べ
るように、光出力を検出しながら行われる。In this example, the current to the semiconductor laser diode 1 is the current I A from the current source 2-1 and the current source 2-2.
The pulse width control is performed by the switching circuit 5 on the total current including the current I B from the. The value of the current I A is set to a fixed base value, and the total current value is changed by changing the current I B. The maximum value of the current I B is set so that the semiconductor laser diode 1 outputs a predetermined maximum light output when the multi-gradation signal is maximum. The current is set while detecting the light output, as described below.
【００２６】半導体レーザダイオード１の光出力は、モ
ニタ用フォトダイオード１０によって受光され、抵抗１
１の両端に現れるモニタ電圧Ｖm という形で検出され
る。ＡＤ変換部１２は、モニタ電圧Ｖm をディジタル値
に変換するためのものである。変換して得たディジタル
値を、モニタ電圧ＶmDとする。基準部１５は基準値を提
供し、これとモニタ電圧ＶmDとが比較部１４にて比較さ
れる。基準値の大きさは、電流ＩA を設定する時と電流
ＩB の最大値をを設定する時とでは、異なった値とされ
る。The optical output of the semiconductor laser diode 1 is received by the monitor photodiode 10, and the resistance 1
It is detected in the form of a monitor voltage V m appearing across 1. The AD converter 12 is for converting the monitor voltage V m into a digital value. The digital value obtained by the conversion is set as the monitor voltage V mD . The reference unit 15 provides a reference value, and this is compared with the monitor voltage V mD in the comparison unit 14. The magnitude of the reference value is different when the current I A is set and when the maximum value of the current I B is set.
【００２７】コントローラ１３は、データ処理をした
り、構成要素の各部に制御信号を発する。例えば、電流
ＩA を設定する場合には、基準部１５に対しては、それ
を設定する際の基準値を出すよう指示すると共に、比較
部１４やＤＡ変換部９にそれぞれの動作を行うよう指示
する。電流ＩB の最大値を設定する場合には、同様に関
係している部分に指示を出す。電流源の電流値を徐々に
変化してゆき、モニタ電圧ＶmDが基準部１５から提供さ
れる基準値と等しくなるような電流値に設定される。The controller 13 performs data processing and issues a control signal to each component. For example, when setting the current I A , the reference unit 15 is instructed to output a reference value for setting the current I A , and the comparison unit 14 and the DA conversion unit 9 are caused to perform their respective operations. Give instructions. When setting the maximum value of the current I B , an instruction is given to similarly related parts. The current value of the current source is gradually changed so that the monitor voltage V mD becomes equal to the reference value provided by the reference unit 15.
【００２８】この例では、電流値制御回路３として、デ
ィジタル値を入力するディジタル入力端子３−１と、ア
ナログ値を入力するアナログ入力端子３−２と、アナロ
グ値を出力するアナログ出力端子３−６とを有し、いず
れかの入力を一定にすれば他方の入力により出力を制御
できる回路を用いている。そのような回路としては、例
えば乗算型ＤＡ変換器がある。In this example, the current value control circuit 3 has a digital input terminal 3-1 for inputting a digital value, an analog input terminal 3-2 for inputting an analog value, and an analog output terminal 3-for outputting an analog value. 6 and a circuit whose output can be controlled by the other input if any one input is made constant. An example of such a circuit is a multiplication DA converter.
【００２９】図５は、乗算型ＤＡ変換器の構成を示す図
である。符号は図４のものに対応し、３−３は重み付け
部、３−４は選択部、３−５は加算部、３−６はアナロ
グ出力端子、３−７はラッチである。ラッチ３−７は、
必要に応じて設けられる。重み付け部３−３は、アナロ
グ入力端子３−２からのアナログ入力に対して、複数種
類の重み付けをした値を生成する部分である。選択部３
−４は、その中から幾つかの値を選択して取り出す部分
である。どのような選択をするかという信号は、ディジ
タル入力端子３−１より入力される。加算部３−５は、
選択された値を加算する部分である。その加算値が、ア
ナログ出力端子３−６より出力される。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the multiplication DA converter. Reference numerals correspond to those in FIG. 4, 3-3 is a weighting section, 3-4 is a selecting section, 3-5 is an adding section, 3-6 is an analog output terminal, and 3-7 is a latch. Latches 3-7 are
It is provided as needed. The weighting unit 3-3 is a unit that generates a value obtained by weighting a plurality of types of analog inputs from the analog input terminal 3-2. Selector 3
-4 is a part for selecting and extracting some values from them. A signal indicating what kind of selection is made is input from the digital input terminal 3-1. The adder 3-5
This is a part for adding the selected values. The added value is output from the analog output terminal 3-6.
【００３０】図１０は、本発明で使用する乗算型ＤＡ変
換器３の具体例を示す図である。符号は図５のものに対
応し、Ｓはスイッチング素子、Ｒは抵抗値を示してい
る。重み付け部３−３は、アナログ入力端子６から入力
されてくる電圧を、抵抗で分圧する幾つかの分圧回路か
ら成っている。分圧比は、適宜異ならせてある。例え
ば、最も左側の分圧回路は６３Ｒ：Ｒゆえ分圧比は１／
６４、左側から２番目の分圧回路は３１Ｒ：Ｒゆえ分圧
比は１／３２、最も右側の分圧回路はＲ：Ｒゆえ分圧比
は１／２である。どのような分圧比の分圧回路を構成し
ておくかは、幾つの分圧回路からの出力を組み合わせれ
ば、小さい値から大きい値まで切れ目なく出力が得られ
るかということを考慮して決定される。選択部３−４
は、一端が各分圧回路の分圧点に接続され、他端が加算
部３−５に接続されたスイッチング素子Ｓで構成され
る。従って、スイッチング素子Ｓの数は、分圧回路と同
じ数となる。FIG. 10 is a diagram showing a specific example of the multiplication DA converter 3 used in the present invention. Reference numerals correspond to those in FIG. 5, S indicates a switching element, and R indicates a resistance value. The weighting unit 3-3 is composed of several voltage dividing circuits that divide the voltage input from the analog input terminal 6 with a resistor. The partial pressure ratio is appropriately changed. For example, the leftmost voltage divider circuit is 63R: R, so the voltage division ratio is 1 /
64, the second voltage dividing circuit from the left is 31R: R and thus has a voltage dividing ratio of 1/32, and the rightmost voltage dividing circuit is R: R and therefore has a voltage dividing ratio of 1/2. The voltage divider ratio to be configured is determined by considering how many voltage divider circuits can be combined to obtain a seamless output from a small value to a large value. To be done. Selection unit 3-4
Is composed of a switching element S having one end connected to the voltage dividing point of each voltage dividing circuit and the other end connected to the adding unit 3-5. Therefore, the number of switching elements S is the same as that of the voltage dividing circuit.
【００３１】ディジタル入力端子３−１から入力される
ディジタル値のビット数は、この例では６ビットと仮定
している。そのためディジタル入力端子３−１からは、
６本の直線がラッチ３−７との間に引かれている。クロ
ックは、ラッチのタイミングを取るためのものである。
ディジタル入力端子３−１へ入力される各ビットは、そ
れぞれ各１つのスイッチング素子Ｓをオンまたはオフす
るよう伝達されるから、スイッチング素子Ｓの数は、デ
ィジタル入力端子３−１から入力されるビット数と同じ
とされる。それゆえ、重み付け部３−３の分圧回路の数
も、該ビット数と同じにされる。加算部３−５は、オペ
アンプと抵抗回路で構成され、選択部３−４で選択され
た分圧値を合計する。The number of bits of the digital value input from the digital input terminal 3-1 is assumed to be 6 bits in this example. Therefore, from the digital input terminal 3-1
Six straight lines are drawn between the latches 3-7. The clock is for timing the latch.
Since each bit input to the digital input terminal 3-1 is transmitted so as to turn on or off one switching element S, the number of switching elements S is the number of bits input from the digital input terminal 3-1. Same as number. Therefore, the number of voltage dividing circuits of the weighting unit 3-3 is also made equal to the number of bits. The adder 3-5 is composed of an operational amplifier and a resistance circuit, and sums the voltage division values selected by the selector 3-4.
【００３２】本発明の場合、ディジタル入力端子３−１
には信号値範囲判定部７を経て来た多階調信号が入力さ
れ、アナログ入力端子３−２には、多階調信号が一定値
（例えば、最大値なら最大値）に保たれている場合に、
電流ＩB を所望の値に設定するためのアナログ信号が入
力される。In the case of the present invention, the digital input terminal 3-1
The multi-gradation signal that has passed through the signal value range determination unit 7 is input to the analog input terminal 3-2, and the multi-gradation signal is held at a constant value (for example, the maximum value if the maximum value) at the analog input terminal 3-2. In case,
An analog signal for setting the current I B to a desired value is input.
【００３３】信号値範囲判定部７としては、例えばルッ
クアップテーブルを用いることが出来る。ルックアップ
テーブルは、入力値をアドレスとする記憶箇所に、その
入力に対する出力を予め書き込んであるテーブルであ
る。信号値範囲判定部７で、入力して来た多階調信号
が、図２，図３で説明した範囲Ａ，Ｃに属する値である
場合は、出力が電流値制御回路３に送られるよう処理さ
れ、範囲Ｂに属する値である場合は、出力がパルス幅制
御回路６に送られるよう処理される。As the signal value range determination unit 7, for example, a look-up table can be used. The look-up table is a table in which the output corresponding to the input is written in advance in the storage location having the input value as the address. In the signal value range determination unit 7, when the input multi-gradation signal is a value belonging to the ranges A and C described in FIGS. 2 and 3, the output is sent to the current value control circuit 3. If the value is processed, and the value belongs to the range B, the output is processed so as to be sent to the pulse width control circuit 6.
【００３４】以上のように構成すると、パルス幅制御回
路６としては、パルス幅の狭い範囲と広い範囲において
は精度よくパルス幅制御できないものでもよいので、安
いコストで構成できる。また、電流値制御回路３として
は、電流の値を図２（あるいは図３）の範囲Ａ，Ｃでの
み変化させればよいので、多階調信号の全範囲で変化さ
せなければならなかった第１の従来例のものに比べ、変
化ステップ数が少なくともよい。つまり、電流値の変化
ステップ数は階調の変化ステップ数より少ないので、電
流値制御回路３は、多階調信号のビット数より少ないビ
ット数の乗算型ＤＡ変換器で構成することができる。こ
れは、多階調信号と同じビット数の乗算型ＤＡ変換器に
比べて、安いコストで構成できる。With the above-mentioned configuration, the pulse width control circuit 6 may be one that cannot be accurately controlled in a narrow pulse width range and a wide pulse width range, and thus can be constructed at a low cost. Further, since the current value control circuit 3 needs to change the current value only in the ranges A and C of FIG. 2 (or FIG. 3), it has to be changed in the entire range of the multi-gradation signal. The number of changing steps is at least better than that of the first conventional example. That is, since the number of changing steps of the current value is smaller than the number of changing steps of the gradation, the current value control circuit 3 can be configured by a multiplication DA converter having a smaller number of bits than the number of bits of the multi-gradation signal. This can be constructed at a lower cost than a multiplication DA converter having the same number of bits as the multi-gradation signal.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の半導体レーザ
駆動回路によれば、多階調信号による駆動電流の制御
を、パルス幅制御と電流値制御とを併用することによっ
て行い、多階調信号が第１の所定値より小さい範囲とそ
れより大きい第２の所定値より大きい範囲では、パルス
幅は一定にして電流値を制御し、それらの中間の範囲で
は、電流値は一定にしてパルス幅を制御するようにし
た。そのため、パルス幅制御回路および電流値制御回路
を、いずれも安価に構成することが出来るようになっ
た。As described above, according to the semiconductor laser drive circuit of the present invention, the control of the drive current by the multi-gradation signal is performed by using the pulse width control and the current value control in combination, and the multi-gradation is performed. In the range where the signal is smaller than the first predetermined value and larger than the second predetermined value, the pulse width is kept constant to control the current value, and in the intermediate range, the current value is kept constant and the pulse is applied. The width is controlled. Therefore, both the pulse width control circuit and the current value control circuit can be constructed at low cost.
【図１】 本発明の半導体レーザ駆動回路を示す図FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor laser drive circuit of the present invention.
【図２】 本発明におけるレーザ駆動電流特性を示す図FIG. 2 is a diagram showing a laser drive current characteristic in the present invention.
【図３】 本発明におけるレーザ駆動電流の波形図FIG. 3 is a waveform diagram of a laser drive current according to the present invention.
【図４】 本発明の実施例の全体図を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing an overall view of an embodiment of the present invention.
【図５】 乗算型ＤＡ変換器の構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a multiplication DA converter.
【図６】 半導体レーザ駆動回路の第１の従来例を示す
図FIG. 6 is a diagram showing a first conventional example of a semiconductor laser drive circuit.
【図７】 第１の従来例におけるレーザ駆動電流特性を
示す図FIG. 7 is a diagram showing a laser drive current characteristic in the first conventional example.
【図８】 半導体レーザ駆動回路の第２の従来例を示す
図FIG. 8 is a diagram showing a second conventional example of a semiconductor laser drive circuit.
【図９】 第２の従来例におけるレーザ駆動電流特性を
示す図FIG. 9 is a diagram showing a laser drive current characteristic in a second conventional example.
【図１０】 本発明で使用する乗算型ＤＡ変換器の具体
例を示す図FIG. 10 is a diagram showing a specific example of a multiplication DA converter used in the present invention.
１…半導体レーザダイオード、２，２−１，２−２…電
流源、３…電流値制御回路、３−１…ディジタル入力端
子、３−２…アナログ入力端子、３−３…重み付け部、
３−４…選択部、３−５…加算部、３−６…出力端子、
４−７…ラッチ、４…多階調信号端子、５…スイッチン
グ回路、６…パルス幅制御回路、７…信号値範囲判定
部、８，９…ＤＡ変換部、１０…モニタ用フォトダイオ
ード、１１…抵抗、１２…ＡＤ変換部、１３…コントロ
ーラ、１４…比較部、１５…基準部、１６，１７…レー
ザ光出力特性曲線、２０…電流特性曲線、２１…パルス
幅特性曲線、２２…パルス幅特性曲線、２３…電流特性
曲線、Ａ，Ｂ，Ｃ…領域、Ｄ1 ，Ｄ2 …信号値、ＤF …
フル信号値、Ｗ1 ，Ｗ2 …パルス幅、Ｉ1 ，Ｉ2 ，
Ｉ3 ，ＩA ，ＩB …電流1 ... Semiconductor laser diode, 2, 2-1 and 2-2 ... Current source, 3 ... Current value control circuit, 3-1 ... Digital input terminal, 3-2 ... Analog input terminal, 3-3 ... Weighting section,
3-4 ... Selector, 3-5 ... Adder, 3-6 ... Output terminal,
4-7 ... Latch, 4 ... Multi-grayscale signal terminal, 5 ... Switching circuit, 6 ... Pulse width control circuit, 7 ... Signal value range determination unit, 8, 9 ... DA conversion unit, 10 ... Monitor photodiode, 11 ... resistance, 12 ... AD conversion section, 13 ... controller, 14 ... comparison section, 15 ... reference section, 16, 17 ... laser light output characteristic curve, 20 ... current characteristic curve, 21 ... pulse width characteristic curve, 22 ... pulse width characteristic curve, 23 ... current characteristic curve, A, B, C ... area, D 1, D 2 ... signal value, D F ...
Full signal value, W 1 , W 2, ... Pulse width, I 1 , I 2 ,
I 3 , I A , I B ... Current
Claims (1)
たスイッチング回路と電流源と、前記スイッチング回路
のオン期間を制御するパルス幅制御回路と、前記電流源
の電流値を制御する電流値制御回路と、入力されてくる
多階調信号の値によって前記パルス幅制御回路か前記電
流値制御回路かのいずれを選択するかを判定する信号値
範囲判定部とを具えたことを特徴とする半導体レーザ駆
動回路。1. A switching circuit and a current source connected in series to a semiconductor laser diode, a pulse width control circuit for controlling an ON period of the switching circuit, and a current value control circuit for controlling a current value of the current source. A semiconductor laser drive circuit, comprising: a signal value range determination unit that determines whether to select the pulse width control circuit or the current value control circuit according to the value of an input multi-grayscale signal. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11412793A JPH06302885A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Semiconductor laser driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11412793A JPH06302885A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Semiconductor laser driving circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302885A true JPH06302885A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=14629817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11412793A Pending JPH06302885A (en) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | Semiconductor laser driving circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302885A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008027977A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Canon Inc | Semiconductor laser driving apparatus |
| JP2010177531A (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Texas Instr Japan Ltd | Light emitting diode control device |
| JP5240193B2 (en) * | 2007-06-05 | 2013-07-17 | 日本電気株式会社 | Voltage-current converter and filter circuit using the same |
| JP2016526177A (en) * | 2013-05-02 | 2016-09-01 | マイクロビジョン，インク． | High efficiency laser modulation |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP11412793A patent/JPH06302885A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008027977A (en) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Canon Inc | Semiconductor laser driving apparatus |
| JP5240193B2 (en) * | 2007-06-05 | 2013-07-17 | 日本電気株式会社 | Voltage-current converter and filter circuit using the same |
| JP2010177531A (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Texas Instr Japan Ltd | Light emitting diode control device |
| JP2016526177A (en) * | 2013-05-02 | 2016-09-01 | マイクロビジョン，インク． | High efficiency laser modulation |
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