JPH0817258B2 - 半導体発光素子駆動回路 - Google Patents
半導体発光素子駆動回路Info
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- JPH0817258B2 JPH0817258B2 JP63064912A JP6491288A JPH0817258B2 JP H0817258 B2 JPH0817258 B2 JP H0817258B2 JP 63064912 A JP63064912 A JP 63064912A JP 6491288 A JP6491288 A JP 6491288A JP H0817258 B2 JPH0817258 B2 JP H0817258B2
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- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
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- H05B45/12—Controlling the intensity of the light using optical feedback
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光走査記録装置や光通信装置等に用いられ
る半導体発光素子を駆動する駆動回路、特に詳細には、
光出力の変化の応答性の向上が図られた半導体発光素子
駆動回路に関するものである。
る半導体発光素子を駆動する駆動回路、特に詳細には、
光出力の変化の応答性の向上が図られた半導体発光素子
駆動回路に関するものである。
（従来の技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して感光性
記録材料上を走査させ、該記録材料に記録を行なう光走
査記録装置が広く実用に供されている。また、光信号を
光ファイバーによって伝送する光通信装置も実用化され
ている。このような光走査記録装置や光通信装置におい
て光ビームを発生させる光源の１つとして、半導体レー
ザや発光ダイオード等の半導体発光素子が従来から用い
られている。この半導体発光素子は、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って直接
変調が可能である等、数々の長所を有している。
記録材料上を走査させ、該記録材料に記録を行なう光走
査記録装置が広く実用に供されている。また、光信号を
光ファイバーによって伝送する光通信装置も実用化され
ている。このような光走査記録装置や光通信装置におい
て光ビームを発生させる光源の１つとして、半導体レー
ザや発光ダイオード等の半導体発光素子が従来から用い
られている。この半導体発光素子は、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って直接
変調が可能である等、数々の長所を有している。
上述のような半導体発光素子を駆動する駆動回路にお
いては通常、光量指令信号が示す通りの光量が正確に得
られるように、いわゆるAPC（Automatic Power Contro
l）回路を設けて光出力安定化制御を行なうことが多
い。従来のこの種のAPC回路は、半導体発光素子の後方
出射光（画像記録等に供される前方出射光とは反対の方
向に出射する光ビーム）や、あるいは上記前方出射光の
一部をハーフミラー等で分岐させた光の光量を検出し、
その検出光量と光量指令信号が示す目標光量との差を解
消する方向に半導体発光素子の駆動電流を制御するよう
に形成されていた。
いては通常、光量指令信号が示す通りの光量が正確に得
られるように、いわゆるAPC（Automatic Power Contro
l）回路を設けて光出力安定化制御を行なうことが多
い。従来のこの種のAPC回路は、半導体発光素子の後方
出射光（画像記録等に供される前方出射光とは反対の方
向に出射する光ビーム）や、あるいは上記前方出射光の
一部をハーフミラー等で分岐させた光の光量を検出し、
その検出光量と光量指令信号が示す目標光量との差を解
消する方向に半導体発光素子の駆動電流を制御するよう
に形成されていた。
（発明が解決しようとする課題） ところが上記後方出射光や、分岐された光の光量は、
半導体発光素子が発する全光量に比べればかなり低いの
で、光出力安定化制御のためのフィードバック信号のレ
ベルが低くなりがちである。したがってこのフィードバ
ック信号を電気的にかなり増幅する必要があるが、そう
すると増幅器の段数が増大する等により制御系における
位相遅れが大きくなり、そのためフィードバックループ
の帯域を広くとることが難しくなって制御の応答性が悪
くなる、という問題が従来より認められていた。
半導体発光素子が発する全光量に比べればかなり低いの
で、光出力安定化制御のためのフィードバック信号のレ
ベルが低くなりがちである。したがってこのフィードバ
ック信号を電気的にかなり増幅する必要があるが、そう
すると増幅器の段数が増大する等により制御系における
位相遅れが大きくなり、そのためフィードバックループ
の帯域を広くとることが難しくなって制御の応答性が悪
くなる、という問題が従来より認められていた。
制御の応答性が悪くなると、たとえば光量指令信号の
値がステップ的に変化した場合等において、半導体発光
素子の発光光量が光量指令信号の値の変化に追随して変
化するまでに時間遅れが生じ、光走査記録装置や光通信
装置等の高速化への障害となる、いう問題点があった。
値がステップ的に変化した場合等において、半導体発光
素子の発光光量が光量指令信号の値の変化に追随して変
化するまでに時間遅れが生じ、光走査記録装置や光通信
装置等の高速化への障害となる、いう問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、光量指令信号の変化に
追随して半導体発光素子の発光光量が変化する際の応答
速度を向上させた半導体発光素子駆動回路を提供するこ
とを目的とするものである。
追随して半導体発光素子の発光光量が変化する際の応答
速度を向上させた半導体発光素子駆動回路を提供するこ
とを目的とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明のうち第１の発明の半導体発光素子駆動回路
は、一端側が所定の電圧値に保たれた第１の抵抗体と、
この第１の抵抗体の他端側にアノード側が接続された半
導体発光素子と、この半導体発光素子のカソード側に一
端側が接続された第２の抵抗体と、出力端子が前記第２
の抵抗体の他端側と接続された電圧制御型増幅器とから
なる第１の電流経路、 前記第１の抵抗体と、この第１の抵抗体の前記他端側
と前記半導体発光素子のアノード側との接続点に一端側
が接続された第３の抵抗体と、出力端子が前記第３の抵
抗体の他端側と接続された電流制御型増幅器とからなる
第２の電流経路、 前記半導体発光素子の発光強度をモニタする光検出
器、および この光検出器の出力側と前記電流制御型増幅器の入力
側とを接続してなる帰環経路から構成され、 前記電圧制御型増幅器が、この電圧制御型増幅器の出
力電圧が入力に応じた所定の電圧値となるように、前記
半導体発光素子を発光させる電流を吸い込むものであ
り、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度
に保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値
との差に対応した量の電流を吸い込むものであることを
特徴とする。
は、一端側が所定の電圧値に保たれた第１の抵抗体と、
この第１の抵抗体の他端側にアノード側が接続された半
導体発光素子と、この半導体発光素子のカソード側に一
端側が接続された第２の抵抗体と、出力端子が前記第２
の抵抗体の他端側と接続された電圧制御型増幅器とから
なる第１の電流経路、 前記第１の抵抗体と、この第１の抵抗体の前記他端側
と前記半導体発光素子のアノード側との接続点に一端側
が接続された第３の抵抗体と、出力端子が前記第３の抵
抗体の他端側と接続された電流制御型増幅器とからなる
第２の電流経路、 前記半導体発光素子の発光強度をモニタする光検出
器、および この光検出器の出力側と前記電流制御型増幅器の入力
側とを接続してなる帰環経路から構成され、 前記電圧制御型増幅器が、この電圧制御型増幅器の出
力電圧が入力に応じた所定の電圧値となるように、前記
半導体発光素子を発光させる電流を吸い込むものであ
り、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度
に保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値
との差に対応した量の電流を吸い込むものであることを
特徴とする。
ここで、１チップに複数個内蔵されアノードが共通に
形成された半導体発光素子を用いて、このアノードを前
記所定の電圧値に保ち、この複数個の半導体発光素子の
うちの第１の半導体発光素子のカソード側に前記第２の
抵抗体と前記電圧制御型増幅器とを接続して前記第１の
電流経路を形成し、前記複数個の半導体発光素子のうち
の第２の半導体発光素子のカソード側に前記第３の抵抗
体と前記電流制御型増幅器とを接続して前記第２の電流
経路を形成することにより上記半導体発光素子駆動回路
を構成してもよい。
形成された半導体発光素子を用いて、このアノードを前
記所定の電圧値に保ち、この複数個の半導体発光素子の
うちの第１の半導体発光素子のカソード側に前記第２の
抵抗体と前記電圧制御型増幅器とを接続して前記第１の
電流経路を形成し、前記複数個の半導体発光素子のうち
の第２の半導体発光素子のカソード側に前記第３の抵抗
体と前記電流制御型増幅器とを接続して前記第２の電流
経路を形成することにより上記半導体発光素子駆動回路
を構成してもよい。
また、本発明のうち第２の発明の半導体発光素子駆動
回路は、前述した第１の発明において、半導体発光素子
のアノードとカソードとが上記第１の発明とは逆に接続
され、かつ、この接続の相違に伴い、上記第１の発明と
は逆方向に電流が流れるように、前記電圧制御型増幅器
が、この電圧制御型増幅器の出力電圧が入力に応じた所
定の電圧値となるように、前記半導体発光素子を発光さ
せる電流を流し出すものであり、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度
に保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値
との差に対応した量の電流を流し出すものであることを
特徴とする。
回路は、前述した第１の発明において、半導体発光素子
のアノードとカソードとが上記第１の発明とは逆に接続
され、かつ、この接続の相違に伴い、上記第１の発明と
は逆方向に電流が流れるように、前記電圧制御型増幅器
が、この電圧制御型増幅器の出力電圧が入力に応じた所
定の電圧値となるように、前記半導体発光素子を発光さ
せる電流を流し出すものであり、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度
に保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値
との差に対応した量の電流を流し出すものであることを
特徴とする。
ここで、前述した第１の発明の場合と同様に、１チッ
プに複数個内蔵されたアノードが共通に形成された半導
体発光素子を用いて、このカソードを前記所定の電圧値
に保ち、この複数個の半導体発光素子のうちの第１の半
導体発光素子のアノード側に前記第２の抵抗体と前記電
圧制御型増幅器とを接続して前記第１の電流経路を形成
し、前記複数個の半導体発光素子のうちの第２の半導体
発光素子のアノード側に前記第３の抵抗体と前記電流制
御型増幅器とを接続して前記第２の電流経路を形成する
ようにしてもよい。
プに複数個内蔵されたアノードが共通に形成された半導
体発光素子を用いて、このカソードを前記所定の電圧値
に保ち、この複数個の半導体発光素子のうちの第１の半
導体発光素子のアノード側に前記第２の抵抗体と前記電
圧制御型増幅器とを接続して前記第１の電流経路を形成
し、前記複数個の半導体発光素子のうちの第２の半導体
発光素子のアノード側に前記第３の抵抗体と前記電流制
御型増幅器とを接続して前記第２の電流経路を形成する
ようにしてもよい。
また上記半導体発光素子としては、たとえば半導体レ
ーザが用いられる。
ーザが用いられる。
（作用） 本発明のうち第１の発明の半導体発光素子駆動回路に
おいては、第１の抵抗体を通って流れる電流が、半導体
発光素子を通過してこの半導体発光素子を発光させさら
に第２の抵抗体を通過して電圧制御型増幅器に吸い込ま
れる発光電流と、第３の抵抗体を通過して電流制御型増
幅器に吸い込まれる制御電流とに分かれる。
おいては、第１の抵抗体を通って流れる電流が、半導体
発光素子を通過してこの半導体発光素子を発光させさら
に第２の抵抗体を通過して電圧制御型増幅器に吸い込ま
れる発光電流と、第３の抵抗体を通過して電流制御型増
幅器に吸い込まれる制御電流とに分かれる。
ここで、光検出器により検出された、半導体発光素子
の発光強度が増加した場合、この発光強度に対応する光
検出器の出力が帰環経路を経由して電流制御型増幅器に
フィードバックされ、この電流制御型増幅器が光検出器
の出力と基準値との差に対応してより多くの制御電流を
吸い込むように制御される。
の発光強度が増加した場合、この発光強度に対応する光
検出器の出力が帰環経路を経由して電流制御型増幅器に
フィードバックされ、この電流制御型増幅器が光検出器
の出力と基準値との差に対応してより多くの制御電流を
吸い込むように制御される。
制御電流が大きくなると、第１の抵抗体を流れる電流
が大きくなるため、この第１の抵抗体の両端間の電位差
が大きくなり、したがって発光電流が減少し、発光光量
が減少する。
が大きくなるため、この第１の抵抗体の両端間の電位差
が大きくなり、したがって発光電流が減少し、発光光量
が減少する。
半導体発光素子の発光光量が減少した場合には、上記
と逆方向に制御され、したがって常に所定の発光光量と
なるように制御される。この間、電流制御型増幅器に入
力される上記基準値と、電圧制御型増幅器の入力は、そ
れぞれ所定の一定値に保たれる。
と逆方向に制御され、したがって常に所定の発光光量と
なるように制御される。この間、電流制御型増幅器に入
力される上記基準値と、電圧制御型増幅器の入力は、そ
れぞれ所定の一定値に保たれる。
ここで、半導体発光素子の発光光量をたとえばステッ
プ的に変化させるには、電流制御型増幅器の上記基準値
と電圧制御型増幅器の上記入力とをステップ的に変化さ
せる。このようにすることにより、電圧制御型増幅器の
出力電圧がステップ的に変化して発光電流をステップ的
に変化させ、発光光量をステップ的に変化させる。この
ように発光光量がステップ的に変化した状況の下で電流
制御型増幅器の変化後の基準値と光検出器の出力との差
が演算され、発光光量が変化後の所定値に保たれるよう
に制御される。
プ的に変化させるには、電流制御型増幅器の上記基準値
と電圧制御型増幅器の上記入力とをステップ的に変化さ
せる。このようにすることにより、電圧制御型増幅器の
出力電圧がステップ的に変化して発光電流をステップ的
に変化させ、発光光量をステップ的に変化させる。この
ように発光光量がステップ的に変化した状況の下で電流
制御型増幅器の変化後の基準値と光検出器の出力との差
が演算され、発光光量が変化後の所定値に保たれるよう
に制御される。
本発明のうち第２の発明の半導体発光素子駆動回路
は、電圧制御型増幅器から流し出された発光電流が第２
の抵抗体と半導体発光素子を経由して第１の抵抗体を流
れるとともに、電流制御型増幅器から流し出された制御
電流が第３の抵抗体を経由して第１の抵抗体を流れる。
したがって、光検出器の出力と基準値との差に応じて電
流制御型増幅器から流し出す制御電流の大きさを制御す
ることにより、第１の抵抗体の両端の電位差が変化し、
発光電流が変化し、このことにより発光光量が制御され
る。
は、電圧制御型増幅器から流し出された発光電流が第２
の抵抗体と半導体発光素子を経由して第１の抵抗体を流
れるとともに、電流制御型増幅器から流し出された制御
電流が第３の抵抗体を経由して第１の抵抗体を流れる。
したがって、光検出器の出力と基準値との差に応じて電
流制御型増幅器から流し出す制御電流の大きさを制御す
ることにより、第１の抵抗体の両端の電位差が変化し、
発光電流が変化し、このことにより発光光量が制御され
る。
半導体発光素子の発光光量をたとえばステップ的に変
化させるには、上記第１の発明と同様に電流制御型増幅
器の基準値と電圧制御型増幅器の入力とをステップ的に
変化させることにより行なわれ、上記第１の発明と同様
に電圧制御型増幅器の出力電圧がステップ的に変化する
ことにより発光光量がステップ的に変化する。
化させるには、上記第１の発明と同様に電流制御型増幅
器の基準値と電圧制御型増幅器の入力とをステップ的に
変化させることにより行なわれ、上記第１の発明と同様
に電圧制御型増幅器の出力電圧がステップ的に変化する
ことにより発光光量がステップ的に変化する。
本発明は、上記のように電圧制御型増幅器の入力の変
化に伴って発光電流が直接的に変化するため、いわゆる
フィードバック制御（本発明の電流制御型増幅器のみに
よる制御に対応）により発光光量を変化させる場合と比
べ、応答性を十分に向上ささせることができる。
化に伴って発光電流が直接的に変化するため、いわゆる
フィードバック制御（本発明の電流制御型増幅器のみに
よる制御に対応）により発光光量を変化させる場合と比
べ、応答性を十分に向上ささせることができる。
また、１チップ内に複数個内蔵され、アノードまたは
カソードが共通に形成された半導体発光素子を用いて本
発明を形成することにより、このチップ内のアノードま
たはカソードが共通に形成された部分に等価的に上記第
１の抵抗体が形成されているため、上記発明を構成する
のに必要な部品点数を減らしてよりコンパクトな駆動回
路とすることができる。
カソードが共通に形成された半導体発光素子を用いて本
発明を形成することにより、このチップ内のアノードま
たはカソードが共通に形成された部分に等価的に上記第
１の抵抗体が形成されているため、上記発明を構成する
のに必要な部品点数を減らしてよりコンパクトな駆動回
路とすることができる。
また、本発明は、特に、半導体レーザの高エネルギー
の光出力を安定的に制御することができる。
の光出力を安定的に制御することができる。
（実施例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は、本発明のうち第１の発明の一実施例を示し
た回路図である。
た回路図である。
抵抗１の一端1aが接地されており、他端1bは半導体レ
ーザ２のアノード2aと抵抗５の一端5aに接続されてい
る。半導体レーザ２のカソード2bは抵抗３の一端3aと接
続されている。抵抗３の他端3bは、電圧制御型増幅器４
の出力端子4bと接続されている。
ーザ２のアノード2aと抵抗５の一端5aに接続されてい
る。半導体レーザ２のカソード2bは抵抗３の一端3aと接
続されている。抵抗３の他端3bは、電圧制御型増幅器４
の出力端子4bと接続されている。
この電圧制御型増幅器４は、十分に早い応答性能を有
しており、出力電圧Voutは、入力端子4aから入力される
入力電圧Vinの変化に十分早い応答速度をもって応答す
る。また、出力電圧Voutは、入力電圧Vinに応じた所定
の電圧値となるように、抵抗１、半導体レーザ２、抵抗
３を経由して発光電流i1を吸い込むように作用する。発
光電流i1が半導体レーザ２を流れることにより、この半
導体レーザ２が発光する。入力電圧Vinは、光量指令信
号Viが増幅器9aに入力されることにより生成される。
しており、出力電圧Voutは、入力端子4aから入力される
入力電圧Vinの変化に十分早い応答速度をもって応答す
る。また、出力電圧Voutは、入力電圧Vinに応じた所定
の電圧値となるように、抵抗１、半導体レーザ２、抵抗
３を経由して発光電流i1を吸い込むように作用する。発
光電流i1が半導体レーザ２を流れることにより、この半
導体レーザ２が発光する。入力電圧Vinは、光量指令信
号Viが増幅器9aに入力されることにより生成される。
また、抵抗５の他端5bは電流制御型増幅器６の出力端
子6bと接続されている。電流制御型増幅器６には、半導
体レーザ２から発光された光の一部を受光する光検出器
７の出力電圧（帰環電圧）Vfが帰環経路８を経由して入
力されるとともに、基準値Vin′が入力される。基準値V
in′は、光量指令信号Viが増幅器9bに入力されることに
より生成される。電流制御型増幅器６は、入力されたVf
とVin′との差を演算し、この差に対応して制御電流i2
を吸い込むように作用する。
子6bと接続されている。電流制御型増幅器６には、半導
体レーザ２から発光された光の一部を受光する光検出器
７の出力電圧（帰環電圧）Vfが帰環経路８を経由して入
力されるとともに、基準値Vin′が入力される。基準値V
in′は、光量指令信号Viが増幅器9bに入力されることに
より生成される。電流制御型増幅器６は、入力されたVf
とVin′との差を演算し、この差に対応して制御電流i2
を吸い込むように作用する。
上記増幅器9a,9bは十分早い応答速度を有している。
ここで、半導体レーザ２の発光光量を所定値に保つた
めにVin,Vin′がそれぞれ所定の一定値に保持されてい
るにもかかわらず、たとえば半導体レーザ２の発熱等に
より発光光量が低下した場合、この回路は以下のように
作用する。尚、所定の発光光量が保持されている場合、
Vin′とVfとは同じ電圧値にある。
めにVin,Vin′がそれぞれ所定の一定値に保持されてい
るにもかかわらず、たとえば半導体レーザ２の発熱等に
より発光光量が低下した場合、この回路は以下のように
作用する。尚、所定の発光光量が保持されている場合、
Vin′とVfとは同じ電圧値にある。
半導体レーザ２の発光光量が低下すると、光検出器７
の受光光量が低下し、光検出器７の出力電圧（帰環電
圧）Vfが低下し、Vin′−Vf＞０となる。この場合、電
流制御型増幅器６は、Vin′−Vfの値に応じて制御電流i
2を減少させるように制御する。制御電流i2が減少する
と、抵抗１を流れる電流i1＋i2が減少し、抵抗１の両端
1a,1b間の電位差が小さくなる。一方、抵抗１の一端1a
は接地電位Voに固定されており、電圧制御回増幅器４の
出力端子4bは所定の電圧値Voutに固定されている。した
がって、抵抗１の両端1a,1b間の電位差が小さくなった
分だけ、半導体レーザ２のアノード2aと電圧制御型増幅
器４の出力端子4bとの間の電位差が大きくなり、発光電
流i1が増加し、発光光量が増加する。
の受光光量が低下し、光検出器７の出力電圧（帰環電
圧）Vfが低下し、Vin′−Vf＞０となる。この場合、電
流制御型増幅器６は、Vin′−Vfの値に応じて制御電流i
2を減少させるように制御する。制御電流i2が減少する
と、抵抗１を流れる電流i1＋i2が減少し、抵抗１の両端
1a,1b間の電位差が小さくなる。一方、抵抗１の一端1a
は接地電位Voに固定されており、電圧制御回増幅器４の
出力端子4bは所定の電圧値Voutに固定されている。した
がって、抵抗１の両端1a,1b間の電位差が小さくなった
分だけ、半導体レーザ２のアノード2aと電圧制御型増幅
器４の出力端子4bとの間の電位差が大きくなり、発光電
流i1が増加し、発光光量が増加する。
半導体レーザ２の発光光量が所定値よりも増加した場
合も上記と同様にして発光光量が減少する方向に制御さ
れ、結局、発光光量が所定の一定値に保持される。
合も上記と同様にして発光光量が減少する方向に制御さ
れ、結局、発光光量が所定の一定値に保持される。
光量指令信号Viの値が変化することにより半導体レー
ザ２の発光光量が変化する。
ザ２の発光光量が変化する。
光量指令信号Viの値がステップ的に増加すると、それ
ぞれ増幅器9a,9bを経由してVin,Vin′がステップ的に増
加する。電圧制御型増幅器４の出力電圧Voutは、入力電
圧Vinがステップ的に増加したことにより十分早い応答
速度をもってステップ的に減少する。このことにより抵
抗１の一端1aの接地電位Voと電圧制御型増幅器４の出力
電圧Voutとの電位差がステップ的に大きくなり、したが
って発光電流i1がステップ的に増加し、半導体レーザ２
の発光光量がステップ的に早い立上がり速度をもって増
加する。以後、Vin′とVfとが比較され、制御電流i2の
電流値が制御されることにより、発光光量が増加した後
の所定値に保持される。
ぞれ増幅器9a,9bを経由してVin,Vin′がステップ的に増
加する。電圧制御型増幅器４の出力電圧Voutは、入力電
圧Vinがステップ的に増加したことにより十分早い応答
速度をもってステップ的に減少する。このことにより抵
抗１の一端1aの接地電位Voと電圧制御型増幅器４の出力
電圧Voutとの電位差がステップ的に大きくなり、したが
って発光電流i1がステップ的に増加し、半導体レーザ２
の発光光量がステップ的に早い立上がり速度をもって増
加する。以後、Vin′とVfとが比較され、制御電流i2の
電流値が制御されることにより、発光光量が増加した後
の所定値に保持される。
半導体レーザ２の発光光量を減少させる方向に制御す
る場合も、上記発光光量を増加させる場合と同様にして
制御することができることは上記説明から明らかである
ため、詳しい説明は省略する。
る場合も、上記発光光量を増加させる場合と同様にして
制御することができることは上記説明から明らかである
ため、詳しい説明は省略する。
本発明は、上記のように電圧制御型増幅器４を用いて
発光電流i1を直接的に変化させるようにしたため、電流
制御型増幅器６のみでステップ的に発光光量を変化させ
るように制御する場合（従来のいわゆるフィードバック
制御に対応）と比べ、光量変化の応答性を十分に向上さ
せることができる。
発光電流i1を直接的に変化させるようにしたため、電流
制御型増幅器６のみでステップ的に発光光量を変化させ
るように制御する場合（従来のいわゆるフィードバック
制御に対応）と比べ、光量変化の応答性を十分に向上さ
せることができる。
第2A図は、本発明のうち第１の発明の他の実施例の主
要部を示した回路図、第2B図は、第2A図に示した回路の
等価回路図である。第１図と同一の作用を行なう部材に
は第１図と同様の番号を付し、説明は省略する。
要部を示した回路図、第2B図は、第2A図に示した回路の
等価回路図である。第１図と同一の作用を行なう部材に
は第１図と同様の番号を付し、説明は省略する。
第2A図に示す回路には、１チップ10に内蔵され、アノ
ードが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′が用
いられている。この２個の半導体レーザ2,2′のうちの
一方２にのみ本来の半導体レーザとしての機能を担わ
せ、他方２′は、たとえば遮光する、あるいはたとえば
アノードとカソードとの間に過電流を流して光学的にの
み破壊する等の処置が施されている。このようなアノー
ドが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′は、第2
B図に示すように等価的な共通抵抗１を有する。したが
って、１チップ10に内蔵され、アノードが共通に形成さ
れた２個の半導体レーザ2,2′を用いて、本発明のうち
第１の発明を構成することができる。
ードが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′が用
いられている。この２個の半導体レーザ2,2′のうちの
一方２にのみ本来の半導体レーザとしての機能を担わ
せ、他方２′は、たとえば遮光する、あるいはたとえば
アノードとカソードとの間に過電流を流して光学的にの
み破壊する等の処置が施されている。このようなアノー
ドが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′は、第2
B図に示すように等価的な共通抵抗１を有する。したが
って、１チップ10に内蔵され、アノードが共通に形成さ
れた２個の半導体レーザ2,2′を用いて、本発明のうち
第１の発明を構成することができる。
この場合、共通抵抗１は実際には接続されないため、
部品点数が減り、コンパクトにしかも高信頼の駆動回路
とすることができる。
部品点数が減り、コンパクトにしかも高信頼の駆動回路
とすることができる。
第３図は、本発明のうち第２の発明の一実施例を示し
た回路図である。第１図と同一の部材には同一の番号を
付してある。
た回路図である。第１図と同一の部材には同一の番号を
付してある。
この図を第１図と比較すると、まず半導体レーザ２が
逆向きに接続されている。これに伴い、電圧制御型増幅
器４′の出力電圧Voutは接地電位Voより高電圧に設定さ
れ、発光電流i1′は電圧制御型増幅器４′の出力端子4
b′から抵抗１の一端1aに向かって流れる。また、制御
電流i2′も、電流制御型増幅器６′の出力端子6b′から
抵抗１の一端1aに向かって流れる。
逆向きに接続されている。これに伴い、電圧制御型増幅
器４′の出力電圧Voutは接地電位Voより高電圧に設定さ
れ、発光電流i1′は電圧制御型増幅器４′の出力端子4
b′から抵抗１の一端1aに向かって流れる。また、制御
電流i2′も、電流制御型増幅器６′の出力端子6b′から
抵抗１の一端1aに向かって流れる。
このように第３図に示す実施例は、半導体レーザ２の
接続が逆であることと、これに伴い、電流i1，i2が逆向
きに流れるように制御されることを除き、第１図に示す
実施例と同様であるため、詳細な説明は省略する。
接続が逆であることと、これに伴い、電流i1，i2が逆向
きに流れるように制御されることを除き、第１図に示す
実施例と同様であるため、詳細な説明は省略する。
第4A図は、本発明のうち第２の発明の他の実施例の主
要部を示した回路図、第4B図は、第4A図に示した回路の
等価回路図である。第３図と同一の作用を行なう部材に
は第３図と同様の番号を付してある。
要部を示した回路図、第4B図は、第4A図に示した回路の
等価回路図である。第３図と同一の作用を行なう部材に
は第３図と同様の番号を付してある。
第4A図に示す回路には、１チップ10′に内蔵され、カ
ソードが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′が
用いられている。この２個の半導体レーザ2,2′のうち
の一方２にのみ本来の半導体レーザとしての機能を担わ
せ、他方２′は、たとえば遮光する、あるいはたとえば
アノードとカソードとの間に過電流を流して光学的にの
み破壊する等の処置が施されている。このようなカソー
ドが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′は、第4
B図に示すように等価的に共通抵抗１を有する。したが
って、１チップ10′に内蔵され、カソードが共通に形成
された２個の半導体レーザ2,2′を用いて、本発明のう
ち第２の発明を構成することができる。
ソードが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′が
用いられている。この２個の半導体レーザ2,2′のうち
の一方２にのみ本来の半導体レーザとしての機能を担わ
せ、他方２′は、たとえば遮光する、あるいはたとえば
アノードとカソードとの間に過電流を流して光学的にの
み破壊する等の処置が施されている。このようなカソー
ドが共通に形成された２個の半導体レーザ2,2′は、第4
B図に示すように等価的に共通抵抗１を有する。したが
って、１チップ10′に内蔵され、カソードが共通に形成
された２個の半導体レーザ2,2′を用いて、本発明のう
ち第２の発明を構成することができる。
第５図は、本発明のうち第１の発明の、さらに異なる
実施例を示した回路図である。第１図に示した実施例と
同一の作用をなす部材には同一の番号を付し、説明は省
略する。
実施例を示した回路図である。第１図に示した実施例と
同一の作用をなす部材には同一の番号を付し、説明は省
略する。
図示しない制御用コンピュータ等から、半導体レーザ
２の発光光量を指示する光量指令信号（ディジタル信
号）11が送出され、D/A変換器12とL/V変換テーブル13と
に入力される。D/A変換器12では入力された光量指令信
号11をアナログ信号に変換し、基準値Vin′を出力す
る。この基準値Vin′は電流制御型増幅器６″に入力さ
れる。スイッチ16は通常は図に示すように接点ｃとａが
接続され接点ｃとｂが切り離された状態を保持し、制御
電流i2が抵抗１、抵抗５を経由して流れ、電流制御型増
幅器６″の出力端子６″に吸い込まれる。
２の発光光量を指示する光量指令信号（ディジタル信
号）11が送出され、D/A変換器12とL/V変換テーブル13と
に入力される。D/A変換器12では入力された光量指令信
号11をアナログ信号に変換し、基準値Vin′を出力す
る。この基準値Vin′は電流制御型増幅器６″に入力さ
れる。スイッチ16は通常は図に示すように接点ｃとａが
接続され接点ｃとｂが切り離された状態を保持し、制御
電流i2が抵抗１、抵抗５を経由して流れ、電流制御型増
幅器６″の出力端子６″に吸い込まれる。
L/V変換テーブル13では、入力された光量指令信号11
を、電圧指令信号14に変換する。このL/V変換テーブル1
3に書き込むテーブルの求め方については後述する。電
圧指令信号14はD/A変換器15でアナログ信号に変換さ
れ、このアナログ信号が電圧制御型増幅器４の入力電圧
Vinとなる。入力電圧Vinは、電圧制御型増幅器４によ
り、出力電圧Voutに変換される。発光電流i1は抵抗１、
半導体レーザ２、抵抗３を経由して流れ電圧制御型増幅
器４の出力端子4bに吸い込まれる。
を、電圧指令信号14に変換する。このL/V変換テーブル1
3に書き込むテーブルの求め方については後述する。電
圧指令信号14はD/A変換器15でアナログ信号に変換さ
れ、このアナログ信号が電圧制御型増幅器４の入力電圧
Vinとなる。入力電圧Vinは、電圧制御型増幅器４によ
り、出力電圧Voutに変換される。発光電流i1は抵抗１、
半導体レーザ２、抵抗３を経由して流れ電圧制御型増幅
器４の出力端子4bに吸い込まれる。
この発光電流i1が半導体レーザ２を流れることにより
この半導体レーザ２が発光し、この発光光量の一部がフ
ォトダイオード17により受光される。この受光光量に応
じてフォトダイオード17を流れる光電流i3が抵抗18を流
れ、抵抗18の両端に電圧Ｖを生じさせる。この電圧Ｖが
増幅器19に入力され、所定の増幅率で増幅されて帰環電
圧Vfが出力される。上記フォトダイオード17、抵抗18、
および増幅器19が第1A図の光検出器７に相当する。
この半導体レーザ２が発光し、この発光光量の一部がフ
ォトダイオード17により受光される。この受光光量に応
じてフォトダイオード17を流れる光電流i3が抵抗18を流
れ、抵抗18の両端に電圧Ｖを生じさせる。この電圧Ｖが
増幅器19に入力され、所定の増幅率で増幅されて帰環電
圧Vfが出力される。上記フォトダイオード17、抵抗18、
および増幅器19が第1A図の光検出器７に相当する。
帰環電圧Vfは、帰環経路８を経由して電流制御型増幅
器６″に入力されるとともにA/D変換器20に入力され
る。A/D変換器20は、入力された帰環電圧Vfをディジタ
ルの光量検出信号21に変換し、この光量検出信号21を、
光量指令信号11を発した制御用コンピュータ等に向けて
出力する。
器６″に入力されるとともにA/D変換器20に入力され
る。A/D変換器20は、入力された帰環電圧Vfをディジタ
ルの光量検出信号21に変換し、この光量検出信号21を、
光量指令信号11を発した制御用コンピュータ等に向けて
出力する。
この回路は、以下に述べる方法により調整される。ま
ずL/V変換テーブル13に適当なテーブルを入力してお
く。スイッチ16の接点ｃとｂが接続されかつ接点ｃとａ
が切り離された状態にし、定電流源22により、抵抗１、
スイッチ16の接点c,bを経由して調整のための電流（以
下、調整電流と呼ぶ）i4を流す。調整電流i4は、この回
路を正常な状態に作動させたときの制御電流i2の標準値
と同一の電流値となるように調整される。
ずL/V変換テーブル13に適当なテーブルを入力してお
く。スイッチ16の接点ｃとｂが接続されかつ接点ｃとａ
が切り離された状態にし、定電流源22により、抵抗１、
スイッチ16の接点c,bを経由して調整のための電流（以
下、調整電流と呼ぶ）i4を流す。調整電流i4は、この回
路を正常な状態に作動させたときの制御電流i2の標準値
と同一の電流値となるように調整される。
上記のように準備されたあと、光量指令信号11が十分
にゆっくりと増加または減少される。この光量指令信号
11はL/V変換テーブル13に入力され、仮に書き込まれた
テーブルに従って電圧指令信号14に変換される。この電
圧指令信号14がD/A変換器15および電圧制御型増幅器４
を経由して出力電圧Voutに変換され、したがって半導体
ダイオード２の発光光量がゆっくりと増加または減少す
る。この発光光量が各時点で静止状態とみなし得る程度
に光量指令信号11の変更速度が定められている。
にゆっくりと増加または減少される。この光量指令信号
11はL/V変換テーブル13に入力され、仮に書き込まれた
テーブルに従って電圧指令信号14に変換される。この電
圧指令信号14がD/A変換器15および電圧制御型増幅器４
を経由して出力電圧Voutに変換され、したがって半導体
ダイオード２の発光光量がゆっくりと増加または減少す
る。この発光光量が各時点で静止状態とみなし得る程度
に光量指令信号11の変更速度が定められている。
半導体レーザ２の発光光量が前述したようにフォトダ
イオード17でモニタされ帰環電圧Vfに変換され、この帰
環電圧VfがA/D変換器20により光量検出信号21に変換さ
れる。
イオード17でモニタされ帰環電圧Vfに変換され、この帰
環電圧VfがA/D変換器20により光量検出信号21に変換さ
れる。
以上のようにして、光量検出信号21と電圧指令信号14
との関係をテーブル化し、光量検出信号21を光量指令信
号11としてL/V変換テーブル13に入力したときに、この
光量指令信号11に対応する電圧指令信号14がL/V変換テ
ーブル13から出力され、したがって光量指令信号11と同
一の値の光量検出信号14がA/D変換器20から出力される
ようにL/V変換テーブル13のテーブルを変更する。
との関係をテーブル化し、光量検出信号21を光量指令信
号11としてL/V変換テーブル13に入力したときに、この
光量指令信号11に対応する電圧指令信号14がL/V変換テ
ーブル13から出力され、したがって光量指令信号11と同
一の値の光量検出信号14がA/D変換器20から出力される
ようにL/V変換テーブル13のテーブルを変更する。
次に、スイッチ16が図に示すように、接点ｃとａが接
続されかつ接点ｃとｂとが切り離された状態となるよう
に切り替えられる。スイッチ16がこのように切り替えら
れたあと、光量指令信号11が入力される。この入力され
た光量指令信号11は、上記のようにしてテーブルが変更
された後のL/V変換テーブル13、D/A変換器15、および電
圧制御型増幅器４を経由して出力電圧Voutに変換され、
発光電流i1が流れ、半導体レーザ２が発光する。一方、
光量指令信号11はD/A変換器12を経由して基準値Vin′に
変換されて電流制御型増幅器６″にも入力される。電流
制御型増幅器６″には上記基準値Vin′のほか帰環電圧V
fが入力され、さらにバイアス電圧Vbも入力される。バ
イアス電圧VbはVin′＝Vfのときに制御電流i2が上記調
整電流i4と同じ値となるように調整される。すなわちバ
イアス電圧Vbは、Vin′＝Vfの場合に所定量の制御電流i
2＝i4を流し続けておく作用を担っており、Vin′≠Vfの
場合、制御電流i2はi4の値を中心として変化する。
続されかつ接点ｃとｂとが切り離された状態となるよう
に切り替えられる。スイッチ16がこのように切り替えら
れたあと、光量指令信号11が入力される。この入力され
た光量指令信号11は、上記のようにしてテーブルが変更
された後のL/V変換テーブル13、D/A変換器15、および電
圧制御型増幅器４を経由して出力電圧Voutに変換され、
発光電流i1が流れ、半導体レーザ２が発光する。一方、
光量指令信号11はD/A変換器12を経由して基準値Vin′に
変換されて電流制御型増幅器６″にも入力される。電流
制御型増幅器６″には上記基準値Vin′のほか帰環電圧V
fが入力され、さらにバイアス電圧Vbも入力される。バ
イアス電圧VbはVin′＝Vfのときに制御電流i2が上記調
整電流i4と同じ値となるように調整される。すなわちバ
イアス電圧Vbは、Vin′＝Vfの場合に所定量の制御電流i
2＝i4を流し続けておく作用を担っており、Vin′≠Vfの
場合、制御電流i2はi4の値を中心として変化する。
以上のようにして回路を調整することにより、以後光
量指令信号11が変化したときには半導体レーザ２の発光
光量が応答性良く追随し、光量指令信号11が変化しない
ときには半導体レーザ２の発光光量が光量指令信号11に
応じた所定値に保持されるように制御される。
量指令信号11が変化したときには半導体レーザ２の発光
光量が応答性良く追随し、光量指令信号11が変化しない
ときには半導体レーザ２の発光光量が光量指令信号11に
応じた所定値に保持されるように制御される。
尚、第５図は、本発明のうち第１の発明についての一
実施例の回路図であるが、本発明のうち第２の発明につ
いて同様の実施例を構成することができることはこれま
での説明から既に明らかであるため、図面および説明は
省略する。
実施例の回路図であるが、本発明のうち第２の発明につ
いて同様の実施例を構成することができることはこれま
での説明から既に明らかであるため、図面および説明は
省略する。
また、ここでは半導体レーザを用いた実施例について
説明したが、発光ダイオード等他の半導体発光素子を用
いても同様に構成できることはいうまでもない。
説明したが、発光ダイオード等他の半導体発光素子を用
いても同様に構成できることはいうまでもない。
（発明の効果） 以上詳細に説明したとおり、本発明の半導体発光素子
駆動回路は、半導体発光素子から発光される発光光量
を、電流制御型増幅器を用いてフィードバック制御する
とともに電圧制御型増幅器を用いて直接的に変更できる
ように回路を構成したため、光量指令信号の値を変化さ
せたときにこれに対応して発光光量が変化する応答性を
十分に向上させることができる。
駆動回路は、半導体発光素子から発光される発光光量
を、電流制御型増幅器を用いてフィードバック制御する
とともに電圧制御型増幅器を用いて直接的に変更できる
ように回路を構成したため、光量指令信号の値を変化さ
せたときにこれに対応して発光光量が変化する応答性を
十分に向上させることができる。
また、１チップ内に複数個内蔵されアノードまたはカ
ソードが共通に形成された半導体発光素子を用いること
により、抵抗体の数を減らしてコンパクトに構成するこ
とができる。
ソードが共通に形成された半導体発光素子を用いること
により、抵抗体の数を減らしてコンパクトに構成するこ
とができる。
また、本発明は、半導体レーザの光出力を安定的に制
御する場合に、特に有効である。
御する場合に、特に有効である。
第１図は、本発明のうち第１の発明の一実施例を示した
回路図、 第2A図は、本発明のうち第１の発明の他の実施例の主要
部を示した回路図、 第2B図は、第2A図に示した回路の等価回路図、 第３図は、本発明のうち第２の発明の一実施例を示した
回路図、 第4A図は、本発明のうち第２の発明の他の実施例の主要
部を示した回路図、 第4B図は、第4A図に示した回路の等価回路図、 第５図は、本発明のうち第１の発明のさらに異なる実施
例を示した回路図である。 1,3,5,18…抵抗 2,2′…半導体レーザ 4,4′…電圧制御型増幅器 6,6′,6″…電流制御型増幅器 ７…光検出器、８…帰環経路 9a,9b,19…増幅器、11…光量指令信号 12,15…D/A変換器 13…L/V変換テーブル 14…電圧指令信号、16…スイッチ 17…フォトダイオード、20…A/D変換器 21…光量検出信号
回路図、 第2A図は、本発明のうち第１の発明の他の実施例の主要
部を示した回路図、 第2B図は、第2A図に示した回路の等価回路図、 第３図は、本発明のうち第２の発明の一実施例を示した
回路図、 第4A図は、本発明のうち第２の発明の他の実施例の主要
部を示した回路図、 第4B図は、第4A図に示した回路の等価回路図、 第５図は、本発明のうち第１の発明のさらに異なる実施
例を示した回路図である。 1,3,5,18…抵抗 2,2′…半導体レーザ 4,4′…電圧制御型増幅器 6,6′,6″…電流制御型増幅器 ７…光検出器、８…帰環経路 9a,9b,19…増幅器、11…光量指令信号 12,15…D/A変換器 13…L/V変換テーブル 14…電圧指令信号、16…スイッチ 17…フォトダイオード、20…A/D変換器 21…光量検出信号
Claims (5)
- 【請求項１】一端側が所定の電圧値に保たれた第１の抵
抗体と、この第１の抵抗体の他端側にアノード側が接続
された半導体発光素子と、この半導体発光素子のカソー
ド側に一端側が接続された第２の抵抗体と、出力端子が
前記第２の抵抗体の他端側と接続された電圧制御型増幅
器とからなる第１の電流経路、 前記第１の抵抗体と、この第１の抵抗体の前記他端側と
前記半導体発光素子のアノード側との接続点に一端側が
接続された第３の抵抗体と、出力端子が前記第３の抵抗
体の他端側と接続された電流制御型増幅器とからなる第
２の電流経路、 前記半導体発光素子の発光強度をモニタする光検出器、
および この光検出器の出力側と前記電流制御型増幅器の入力側
とを接続してなる帰環経路から構成され、 前記電圧制御型増幅器が、この電圧制御型増幅器の出力
電圧が入力に応じた所定の電圧値となるように、前記半
導体発光素子を発光させる電流を吸い込むものであり、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度に
保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値と
の差に対応した量の電流を吸い込むものであることを特
徴とする半導体発光素子駆動回路。 - 【請求項２】１チップに複数個内蔵されアノードが共通
に形成された半導体発光素子を用いて、このアノードを
前記所定の電圧値に保ち、この複数個の半導体発光素子
のうちの第１の半導体発光素子のカソード側に前記第２
の抵抗体と前記電圧制御型増幅器とを接続して前記第１
の電流経路を形成し、前記複数個の半導体発光素子のう
ちの第２の半導体発光素子のカソード側に前記第３の抵
抗体と前記電流制御型増幅器とを接続して前記第２の電
流経路を形成したことを特徴とする請求項１記載の半導
体発光素子駆動回路。 - 【請求項３】一端側が所定の電圧値に保たれた第１の抵
抗体と、この第１の抵抗体の他端側にカソード側が接続
された半導体発光素子と、この半導体発光素子のアノー
ド側に一端が接続された第２の抵抗体と、出力端子が前
記第２の抵抗体の他端側と接続された電圧制御型増幅器
とからなる第１の電流経路、 前記第１の抵抗体と、この第１の抵抗体の前記他端側と
前記半導体発光素子のカソード側との接続点に一端側が
接続された第３の抵抗体と、出力端子が前記第３の抵抗
体の他端側と接続された電流制御型増幅器とからなる第
２の電流経路、 前記半導体発光素子の発光強度をモニタする光検出器、
および この光検出器の出力側と前記電流制御型増幅器の入力側
とを接続してなる帰環経路から構成され、 前記電圧制御型増幅器が、この電圧制御型増幅器の出力
電圧が入力に応じた所定の電圧値となるように、前記半
導体発光素子を発光させる電流を流し出すものであり、 前記電流制御型増幅器が、前記発光強度を所定の強度に
保つように、入力された前記光検出器の出力と基準値と
の差に対応した量の電流を流し出すものであることを特
徴とする半導体発光素子駆動回路。 - 【請求項４】１チップに複数個内蔵されたカソードが共
通に形成された半導体発光素子を用いて、このカソード
を前記所定の電圧値に保ち、この複数個の半導体発光素
子のうちの第１の半導体発光素子のアノード側に前記第
２の抵抗体と前記電圧制御型増幅器とを接続して前記第
１の電流経路を形成し、前記複数個の半導体発光素子の
うちの第２の半導体発光素子のアノード側に前記第３の
抵抗体と前記電流制御型増幅器とを接続して前記第２の
電流経路を形成したことを特徴とする請求項３記載の半
導体発光素子駆動回路。 - 【請求項５】前記半導体発光素子が半導体レーザである
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の半導
体発光素子駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064912A JPH0817258B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体発光素子駆動回路 |
| US07/293,856 US4900912A (en) | 1988-03-18 | 1989-01-05 | Driver circuit for semiconductor light-emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064912A JPH0817258B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 半導体発光素子駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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