JPH09321376A - Semiconductor laser controller - Google Patents
Semiconductor laser controllerInfo
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- JPH09321376A JPH09321376A JP7324097A JP7324097A JPH09321376A JP H09321376 A JPH09321376 A JP H09321376A JP 7324097 A JP7324097 A JP 7324097A JP 7324097 A JP7324097 A JP 7324097A JP H09321376 A JPH09321376 A JP H09321376A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
デジタル複写機、光ディスク装置、光通信装置等におけ
る光源として用いられる半導体レーザを駆動制御するた
めの半導体レーザ制御装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser printer,
The present invention relates to a semiconductor laser control device for driving and controlling a semiconductor laser used as a light source in a digital copying machine, an optical disc device, an optical communication device and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザは極めて小型であって、か
つ、駆動電流により高速に直接変調を行うことができる
ので、近年、レーザプリンタ等の光源として広く使用さ
れている。2. Description of the Related Art A semiconductor laser is extremely small in size and can be directly modulated at a high speed by a driving current, so that it has been widely used in recent years as a light source for a laser printer or the like.
【0003】しかし、半導体レーザの駆動電流と光出力
との関係は、温度により著しく変化するので、半導体レ
ーザの光強度を所望の値に設定しようとする場合に問題
となる。この問題を解決して半導体レーザの利点を活か
すために、APC(Automatic Power Control)方式
の一つとして、半導体レーザの光出力を受光素子により
モニタし、この受光素子に発生する半導体レーザの光出
力に比例する受光電流に比例する信号と、発光レベル指
令信号とが等しくなるように、常時、半導体レーザの順
方向電流を制御する光・電気負帰還ループにより半導体
レーザの光出力を所望の値に制御する方式が知られてい
る。この場合、受光素子の動作速度や、光・電気負帰還
ループを構成している増幅素子の動作速度等の限界によ
り制御速度に限界が生じる。However, the relationship between the driving current of the semiconductor laser and the light output changes remarkably with temperature, which is a problem when the light intensity of the semiconductor laser is set to a desired value. In order to solve this problem and utilize the advantages of the semiconductor laser, as one of the APC (Automatic Power Control) methods, the light output of the semiconductor laser is monitored by a light receiving element, and the light output of the semiconductor laser generated in the light receiving element is monitored. The optical output of the semiconductor laser is always set to a desired value by an optical / electrical negative feedback loop that controls the forward current of the semiconductor laser so that the signal proportional to the received light current and the light emission level command signal are equal. Control methods are known. In this case, the control speed is limited due to the limitation of the operation speed of the light receiving element and the operation speed of the amplification element forming the optical / electrical negative feedback loop.
【0004】この点を考慮した改良方式が、例えば、特
開平2−205086号公報により提案されている。同
公報によれば、半導体レーザの光出力を受光素子により
モニタし、その出力と発光レベル指令信号とが等しくな
るように、常時、半導体レーザの順方向電流を制御する
光・電気負帰還ループと、発光レベル指令信号を半導体
レーザの順方向電流に変換する変換手段とを有し、光・
電気負帰還ループの制御電流と変換手段により生成され
た電流の和又は差の電流によって半導体レーザの光出力
を制御する方式が開示されている。ここに、光・電気負
帰還ループは例えば半導体レーザと受光素子と定電流源
と誤差増幅器とにより構成される。また、変換手段は例
えば定電流源により構成される。[0004] An improved system in consideration of this point has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205086. According to the publication, an optical / electrical negative feedback loop that constantly controls the forward current of the semiconductor laser so that the optical output of the semiconductor laser is monitored by the light receiving element and the output is equal to the emission level command signal. Conversion means for converting the light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser.
A method is disclosed in which the optical output of a semiconductor laser is controlled by the sum or difference of the control current of the electric negative feedback loop and the current generated by the conversion means. Here, the optical / electrical negative feedback loop includes, for example, a semiconductor laser, a light receiving element, a constant current source, and an error amplifier. The conversion means is constituted by, for example, a constant current source.
【0005】これによれば、半導体レーザを変換手段に
よって直接駆動する電流に相当する光出力をPS とした
場合、半導体レーザの光出力のステップ応答特性は、 Pout =P0 +(PS −P0 ){1−exp(−2πf0t
)} Pout ;半導体レーザの光出力 P0 ;半導体レーザの設定された光強度 t ;時間 f0 ;光・電気負帰還ループの開ループでの交叉周波
数 で近似される。PS ≒P0 であれば、瞬時に半導体レー
ザの光出力がP0 に等しくなるので、f0 の値は光・電
気負帰還ループのみの場合に比べて小さくてよいことが
分かる。現実的には、f0 =40MHz程度であればよ
く、この程度の交叉周波数であれば容易に実現できる。According to this, when the optical output corresponding to the current for directly driving the semiconductor laser by the conversion means is P S , the step response characteristic of the optical output of the semiconductor laser is P out = P 0 + (P S −P 0 ) {1-exp (−2πf 0 t
)} P out ; light output of the semiconductor laser P 0 ; set light intensity of the semiconductor laser t; time f 0 ; crossover frequency in the open loop of the optical / electrical negative feedback loop. If P S ≒ P 0, the optical output of the semiconductor laser instantly becomes equal to P 0, the value of f 0 may be is seen smaller than in the case of only optical and electrical negative feedback loop. In reality, it suffices that f 0 = 40 MHz or so, and a cross frequency of this degree can be easily realized.
【0006】また、特開平5−67833号公報におい
ては、上述した特開平2−205086号公報に示され
るような構成要素に関して、バイポーラトランジスタを
用いたIC化によリ光・電気負帰還ループの設計を容易
にした点が記載されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-67833, the components described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-2005086 are disclosed by using an IC using a bipolar transistor to form a light / electric negative feedback loop. The points that facilitate the design are described.
【0007】次に、レーザプリンタを例に採り、1ドッ
ト多値化技術の経緯について説明する。レーザプリンタ
は、当初、ラインプリンタに代わるノンインパクトプリ
ンタとして開発されたが、レーザプリンタの高速高解像
性からイメージプリンタとしての適用が早くから検討さ
れ、ディザ法をベースとした様々な記録方法が実用化さ
れている。また、近年の半導体技術の急速な進展によ
り、処理可能な情報量が急速に増大し、レーザプリンタ
においては、1ドット多値化技術が実用化され、より確
実にイメージプリンタとしての地位を固めつつある。し
かしながら、現行の多値化レベルはハイエンド機におい
ては8ビット相当の出力レベルを備えているが、ローエ
ンド機では高々数値程度に抑えられている。これは、一
因としては情報量の多さもあるが、主として、1ドット
多値化出力を実現する半導体レーザ制御変調部の回路規
模が大きく高価であることによる。Next, a description will be given of the history of the one-dot multi-value conversion technique using a laser printer as an example. The laser printer was originally developed as a non-impact printer that replaces the line printer, but due to the high speed and high resolution of the laser printer, its application as an image printer was considered from an early stage, and various recording methods based on the dither method were put into practical use. Has been converted. Also, due to the rapid progress of semiconductor technology in recent years, the amount of information that can be processed has increased rapidly, and in the laser printer, the one-dot multi-valued technology has been put into practical use, and while firmly solidifying its position as an image printer. is there. However, the current multi-valued level has an output level equivalent to 8 bits in a high-end machine, but is suppressed to a numerical value at most in a low-end machine. This is due to the large amount of information, which is mainly due to the fact that the circuit size of the semiconductor laser control modulator for realizing the one-dot multi-value output is large and expensive.
【0008】現在、1ドット多値化出力を行う半導体レ
ーザ制御変調方式としては、 A.光強度変調方式 B.パルス幅変調方式 C.パルス幅強度混合方式 が提案されている。[0008] Currently, as a semiconductor laser control modulation system for performing multi-valued output of one dot, there are A.I. Light intensity modulation method B. Pulse width modulation method C. A pulse width intensity mixing method has been proposed.
【0009】A.光強度変調方式(PM=Power Modu
lation) 光出力自身を変化させて記録する方式であり、中間露光
領域を利用して中間調記録を実現するため、印字プロセ
スの安定化が重要な要件であり、印字プロセスに対する
要求が厳しくなる。しかしながら、半導体レーザの制御
変調は容易となる。A. Light intensity modulation method (PM = Power Modu
This is a method of recording by changing the light output itself, and since halftone recording is realized by using the intermediate exposure area, stabilization of the printing process is an important requirement, and the demand for the printing process becomes strict. However, control modulation of the semiconductor laser becomes easy.
【0010】B.パルス幅変調方式(PWM=Pulse
Width Modulation) 光出力レベルとしては2値であるが、その発光時間(つ
まり、パルス幅)を変化させて記録する方式であるの
で、PM方式と比較すると、中間露光領域の利用度が少
なく、さらに、隣接ドットを結合させることにより中間
露光領域を一層低減させることが可能となる(印字プロ
セス安定性に対する要求が低減する)。しかし、パルス
幅設定を8ビット、かつ、隣接ドット結合を実現する場
合には半導体レーザ制御変調部の構成は複雑となる。B. Pulse width modulation method (PWM = Pulse
Width Modulation) Although the light output level is binary, it is a method of recording by changing the light emission time (that is, pulse width), so the intermediate exposure area is less utilized than the PM method, and By combining adjacent dots, it is possible to further reduce the intermediate exposure area (requirement for stability of the printing process is reduced). However, when the pulse width is set to 8 bits and the adjacent dot combination is realized, the structure of the semiconductor laser control modulator becomes complicated.
【0011】C.パルス幅強度混合変調方式(PWM+
PM方式) PM方式では印字プロセスの安定化への要求が厳しくな
り、PWM方式では半導体レーザ制御変調部が複雑とな
る問題を有することから、これらのPM方式とPWM方
式とを組み合わせた方式であり、例えば、特開平6−3
47852号公報中に開示されている。C. Pulse width intensity mixed modulation method (PWM +
PM method) The PM method has a strict requirement for stabilization of the printing process, and the PWM method has a problem that the semiconductor laser control modulator is complicated. Therefore, the PM method and the PWM method are combined. , For example, JP-A-6-3
It is disclosed in Japanese Patent No. 47852.
【0012】この変調方式は、基本的には2値記録方式
であり、印字プロセスに対して安定であるPWM方式を
基調とし、そのパルス間の移り変わり部をPM方式によ
り補う方式である。この変調方式は、同じ階調数を実現
する場合、各々単独の変調方式に比較して、必要となる
パルス幅数、パワー値数が組み合わせることにより少な
くなるので、各々の方式分の構成を容易に達成でき、印
字プロセスに対して安定であると同時に集積化に適して
おり、小型化・低コスト化を図ることができる。このよ
うな変調方式を実現するため、半導体レーザ制御装置に
は、画像データと画素クロックとを入力とするパルス幅
生成部及びデータ変調部が設けられ、このパルス幅生成
部及びデータ変調部が半導体レーザ制御部及び半導体レ
ーザ駆動部に対する発光レベル指令信号を出力するよう
に構成されている。即ち、入力される画像データに従っ
てパルス幅生成部及びデータ変調部によりPWM方式を
基調とし、その移り変わり部をPM方式により補う。This modulation method is basically a binary recording method, which is based on a PWM method which is stable to a printing process, and compensates for a transition between pulses by a PM method. This modulation method reduces the number of required pulse widths and power values when combined to achieve the same number of gradations, compared to individual modulation methods. In addition to being stable to the printing process and suitable for integration, it is possible to achieve downsizing and cost reduction. In order to realize such a modulation method, the semiconductor laser control device is provided with a pulse width generation unit and a data modulation unit that receive image data and a pixel clock, and the pulse width generation unit and the data modulation unit It is configured to output a light emission level command signal to the laser controller and the semiconductor laser driver. That is, the PWM method is used as a basis by the pulse width generation unit and the data modulation unit according to the input image data, and the transition part is supplemented by the PM method.
【0013】この場合、この1ドット内でのパルス幅強
度混合変調方式をより具体的に実現するため、C‐MO
Sデバイスを用いたIC化によりパルス幅生成部を簡便
に形成し、バイポーラトランジスタを用いたIC化によ
り光・電気負帰還ループ部の設計を容易にする提案が、
上記の特開平6−347852号公報によりなされてい
る。In this case, in order to more specifically realize the pulse width intensity mixed modulation method within one dot, the C-MO
There is a proposal to easily form a pulse width generation unit by using an IC using an S device and to easily design an optical / electrical negative feedback loop unit by using an IC using a bipolar transistor.
This is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-347852.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この特開平
6−347852号公報に示される方式によっても、光
・電気負帰還ループによる制御量を少なくする電流加算
方式と、1ドット内でのパルス幅強度混合変調方式と
を、より小型で省電力化を達成し得るように集積度を高
めた構成で実現し、より高速かつ高精度に機能させる上
では、まだ、改良の余地がある。However, according to the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-347852, a current adding method for reducing the control amount by the optical / electrical negative feedback loop and a pulse width within one dot are also used. There is still room for improvement in realizing the intensity mixing modulation system with a configuration that has a higher degree of integration so as to achieve a smaller size and power saving, and to operate at higher speed and higher accuracy.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
入力データに基づいて、前記入力データに対しパルス幅
変調と強度変調とを同時に行う発光指令信号を生成する
パルス幅変調・強度変調信号生成部と、半導体レーザ
と、この半導体レーザの光出力をモニタする受光素子
と、ともに光・電気負帰還ループを形成し、前記受光素
子から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受
光信号と前記パルス幅変調・強度変調信号生成部から得
られる前記発光指令信号とが等しくなるように前記半導
体レーザの順方向電流を制御する誤差増幅部と、前記光
・電気負帰還ループの制御電流との和又は差の電流によ
り前記半導体レーザの駆動を制御するように生成され前
記パルス幅変調・強度変調信号生成部から与えられる前
記発光指令信号に応じた駆動電流を前記半導体レーザに
順方向電流として流す電流駆動部とが1チップの集積回
路で構成されている。According to the first aspect of the present invention,
A pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit that generates a light emission command signal that simultaneously performs pulse width modulation and intensity modulation on the input data based on the input data, a semiconductor laser, and an optical output of the semiconductor laser is monitored. A light receiving element proportional to the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving element and the light emission command obtained from the pulse width modulation / intensity modulation signal generating section In order to control the driving of the semiconductor laser by the sum or difference current of the error amplification unit that controls the forward current of the semiconductor laser so that the signals become equal to each other, and the control current of the optical / electrical negative feedback loop. A drive current corresponding to the light emission command signal generated and supplied from the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit is passed as a forward current to the semiconductor laser. A flow drive unit is constituted by a one-chip integrated circuit.
【0016】従って、パルス幅変調・強度変調信号生成
部なるデジタル制御系から、誤差増幅部や電流駆動部の
ようなアナログ駆動系まで、全てが1チップの集積回路
として構成されているので、小型で省電力化を図れる上
に、1ドット内でのパルス幅強度混合変調方式を、より
高速かつ高精度に実現できる。Therefore, everything from the digital control system, which is the pulse width modulation / intensity modulation signal generation section, to the analog drive system, such as the error amplification section and the current drive section, is configured as a one-chip integrated circuit. In addition to power saving, the pulse width intensity mixed modulation method within one dot can be realized at higher speed and higher accuracy.
【0017】ここに、パルス幅変調・強度変調信号生成
部に関して、請求項2記載の発明では、入力データをパ
ルス幅変調データと強度変調データとに変換するデータ
変換手段と、パルス幅変調データに基づいてパルス幅変
調した複数個のパルスを生成するパルス幅変調手段と、
これらのデータ変換手段とパルス幅変調手段との出力に
基づいて半導体レーザに対してパルス幅変調と強度変調
とを同時に行う発光指令信号生成部とを有している。従
って、デジタル制御系をなすパルス幅変調・強度変調信
号生成部側の1チップ化のための構成が明らかとなる。Here, regarding the pulse width modulation / intensity modulation signal generation section, in the invention described in claim 2, the data conversion means for converting the input data into the pulse width modulation data and the intensity modulation data, and the pulse width modulation data. Pulse width modulation means for generating a plurality of pulses pulse width modulated based on;
It has a light emission command signal generating section for simultaneously performing pulse width modulation and intensity modulation for the semiconductor laser based on the outputs of these data conversion means and pulse width modulation means. Therefore, it becomes clear that the pulse width modulation / intensity modulation signal generating section forming the digital control system is integrated into one chip.
【0018】請求項3記載の発明では、1チップの集積
回路が、バイポーラトランジスタにより形成されている
ので、特に誤差増幅部や電流駆動部のようなアナログ駆
動系の増幅器を構成するのが容易となり、その入力レベ
ルを自由に設定し上に、入力レベルを小さくすることも
できる。According to the third aspect of the invention, since the one-chip integrated circuit is formed by the bipolar transistor, it becomes easy to construct an analog drive system amplifier such as an error amplifying section or a current driving section. , The input level can be set freely and the input level can be lowered.
【0019】請求項4記載の発明では、1チップの集積
回路が、C‐MOSトランジスタにより形成されている
ので、特にパルス幅変調・強度変調信号生成部側を構成
するのが容易となる上に、集積度を高めることもでき
る。According to the invention of claim 4, since the one-chip integrated circuit is formed by the C-MOS transistor, it becomes easy to construct the pulse width modulation / intensity modulation signal generation section side in particular. Also, the degree of integration can be increased.
【0020】請求項5記載の発明では、1チップの集積
回路が、バイポーラトランジスタとC‐MOSトランジ
スタとの混成回路により形成されているので、特に誤差
増幅部や電流駆動部のようなアナログ駆動系の増幅器を
バイポーラトランジスタで容易に構成でき、パルス幅変
調・強度変調信号生成部のようなデジタル制御系をC‐
MOSトランジスタで容易に構成でき、回路設計が容易
となる。According to the invention of claim 5, since the one-chip integrated circuit is formed by a hybrid circuit of a bipolar transistor and a C-MOS transistor, an analog drive system such as an error amplifying section or a current driving section is particularly used. Can be easily configured with bipolar transistors, and a digital control system such as a pulse width modulation / intensity modulation signal generator can be used.
It can be easily configured with MOS transistors, and circuit design becomes easy.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
ないし図8に基づいて説明する。本発明の半導体レーザ
制御装置は、例えば、レーザプリンタ等における光書込
み用に用いられる半導体レーザの光出力を制御するため
の光・電気負帰還ループを含む制御装置として適用され
ている。また、1ドット内で多階調出力を得る手法とし
て、前述した公報等に記載されているパルス幅強度混合
変調方式(PWM+PM方式)が用いられている。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. The semiconductor laser control device of the present invention is applied as a control device including an optical / electrical negative feedback loop for controlling the optical output of a semiconductor laser used for optical writing in a laser printer or the like. Further, as a method for obtaining multi-gradation output within one dot, the pulse width intensity mixed modulation method (PWM + PM method) described in the above-mentioned publications is used.
【0022】このような変調方式を実現するため、本実
施の形態における半導体レーザ制御装置1には、基本的
に、図2に示すように画像データと入力クロックとを入
力として発光指令信号を生成するパルス幅生成部及びデ
ータ変調部(以下、略してパルス幅生成・データ変調部
という)2が設けられている。また、半導体レーザ3に
対してはその光出力をモニタする受光素子4が設けら
れ、これらの半導体レーザ3及び受光素子4は半導体レ
ーザ制御部及び半導体レーザ駆動部(以下、略して半導
体レーザ制御・駆動部という)5に接続されている。前
記パルス幅生成・データ変調部2により生成された発光
指令信号がこの半導体レーザ制御・駆動部5に与えられ
ている。即ち、入力される画像データに従ってパルス幅
生成・データ変調部2によりPWM方式を基調とし、そ
の移り変わり部をPM方式により補う。In order to realize such a modulation system, the semiconductor laser control device 1 according to the present embodiment basically generates a light emission command signal by inputting image data and an input clock as shown in FIG. A pulse width generation unit and a data modulation unit (hereinafter, abbreviated as pulse width generation / data modulation unit) 2 are provided. Further, the semiconductor laser 3 is provided with a light receiving element 4 for monitoring its optical output. The semiconductor laser 3 and the light receiving element 4 are a semiconductor laser controller and a semiconductor laser driver (hereinafter, semiconductor laser controller Drive unit) 5. The light emission command signal generated by the pulse width generation / data modulation unit 2 is given to the semiconductor laser control / drive unit 5. That is, according to the input image data, the pulse width generation / data modulation unit 2 uses the PWM system as a basic tone, and the transition portion is compensated by the PM system.
【0023】その半導体レーザ3の光出力波形の基本概
念図を図3に示す。図3にはパルス幅3値、パワー6値
の合計18階調を出力する場合における半導体レーザ3
の光出力波形を模式的に示すものである。この変調方式
は、図示のように基本的にはPWM方式であるので、中
間露光領域を利用する強度変調部は最小パルス幅で出力
する必要がある。このような光出力を得るためには、例
えば、図4に示すようにパルス幅をTとすると、パルス
1に示すTとパルス2に示す(T+ΔT)との2パル
ス、又は、パルス3に示すTとパルス4に示すΔT(Δ
Tは最小パルス幅)との2パルスを生成すればよい。T
のパルスにおいて全ビットをHレベルにし、ΔTのパル
スにおいてデータに従って各ビットをオン・オフさせれ
ば、図3や図4に示すような光出力の波形を得ることが
できる。図4(a)は左寄せの光波形、図4(b)は右
寄せの光波形を示す。A basic conceptual diagram of the light output waveform of the semiconductor laser 3 is shown in FIG. FIG. 3 shows the semiconductor laser 3 in the case of outputting a total of 18 gradations of 3 values of pulse width and 6 values of power.
2 schematically shows the optical output waveform of the above. Since this modulation method is basically a PWM method as shown in the figure, the intensity modulation unit using the intermediate exposure area needs to output with a minimum pulse width. In order to obtain such an optical output, for example, assuming that the pulse width is T as shown in FIG. 4, two pulses of T shown in pulse 1 and (T + ΔT) shown in pulse 2 or pulse 3 are shown. T and ΔT (Δ
T is the minimum pulse width) and two pulses may be generated. T
When all the bits are set to the H level in the pulse of and the bits are turned on / off according to the data in the pulse of ΔT, the waveform of the optical output as shown in FIGS. 3 and 4 can be obtained. FIG. 4A shows a left-aligned optical waveform, and FIG. 4B shows a right-aligned optical waveform.
【0024】次に、本実施の形態の半導体レーザ制御装
置1のより具体的なブロック図構成について図1により
説明する。まず、半導体レーザ制御・駆動部5は光・電
気負帰還ループ6と、電流駆動部を形成する定電流源7
とにより構成されている。前記光・電気負帰還ループ6
は、半導体レーザ3、受光素子4とともに、これらの半
導体レーザ3と受光素子4とにループ状に接続されて誤
差増幅部を構成する誤差増幅器8を含んで形成されてい
る。この光・電気負帰還ループ6は、半導体レーザ3の
光出力を受光素子4によりモニタし、その光出力とパル
ス幅生成・データ変調部2により生成された発光指令信
号(IDA1) とが等しくなるように、常時、半導体レー
ザ3の順方向電流を制御する。また、前記定電流源7は
パルス幅生成・データ変調部2により生成された発光指
令信号(VDA2) に応じた駆動電流を半導体レーザ3の
順方向に流すように機能する。これにより、半導体レー
ザ制御・駆動部5では、光・電気負帰還ループ6の制御
電流と定電流源7による駆動電流との和(又は、差)の
電流によって半導体レーザ3の光出力が基本的に制御さ
れる。Next, a more specific block diagram configuration of the semiconductor laser control device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the semiconductor laser control / drive unit 5 includes an optical / electrical negative feedback loop 6 and a constant current source 7 forming a current drive unit.
It is composed of The optical / electrical negative feedback loop 6
Is formed including the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4, and an error amplifier 8 which is connected to the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4 in a loop and constitutes an error amplifying section. The optical / electrical negative feedback loop 6 monitors the light output of the semiconductor laser 3 by the light receiving element 4, and the light output and the light emission command signal (I DA1 ) generated by the pulse width generation / data modulator 2 are equal. So that the forward current of the semiconductor laser 3 is controlled at all times. Further, the constant current source 7 functions so as to flow a drive current according to the light emission command signal (V DA2 ) generated by the pulse width generation / data modulation unit 2 in the forward direction of the semiconductor laser 3. As a result, in the semiconductor laser control / driving unit 5, the optical output of the semiconductor laser 3 is basically generated by the sum (or difference) of the control current of the optical / electrical negative feedback loop 6 and the driving current of the constant current source 7. Controlled by.
【0025】これによれば、半導体レーザ3を定電流源
7によって直接駆動する電流に相当する光出力をPS と
した場合、半導体レーザ3の光出力のステップ応答特性
は、前述した通り、 Pout =P0 +(PS −P0 ){1−exp(−2πf0t
)} Pout ;半導体レーザ3の光出力 P0 ;半導体レーザ3の設定された光強度 t ;時間 f0 ;光・電気負帰還ループ6の開ループでの交叉周
波数 で近似される。PS ≒P0 であれば、瞬時に半導体レー
ザ3の光出力がP0 に等しくなるので、f0 の値は光・
電気負帰還ループ6のみの場合に比べて小さくてよいこ
とが分かる。現実的には、f0 =40MHz程度であれ
ばよく、この程度の交叉周波数であれば容易に実現でき
る。図5(a)が光・電気負帰還ループ6のみによる場
合の光出力の変化の様子を示すのに対し、図5(b)は
定電流源7による定電流分IDA2 が付加された場合の光
出力の変化の様子を示し、より矩形波化されているのが
分かる。According to this, when the optical output corresponding to the current for directly driving the semiconductor laser 3 by the constant current source 7 is P S , the step response characteristic of the optical output of the semiconductor laser 3 is as described above. out = P 0 + (P S -P 0) {1-exp (-2πf 0 t
)} P out ; optical output of the semiconductor laser 3 P 0 ; set light intensity of the semiconductor laser 3 t; time f 0 ; crossover frequency in open loop of the optical / electrical negative feedback loop 6 is approximated. If P s ≒ P 0 , the optical output of the semiconductor laser 3 instantaneously becomes equal to P 0, and the value of f 0 is
It can be seen that it may be smaller than in the case of only the electric negative feedback loop 6. In reality, it suffices that f 0 = 40 MHz or so, and a cross frequency of this degree can be easily realized. While FIG. 5A shows how the optical output changes when only the optical / electrical negative feedback loop 6 is used, FIG. 5B shows the case where the constant current component I DA2 is added by the constant current source 7. The change in the optical output of is shown, and it can be seen that it is converted into a more rectangular wave.
【0026】このような機能を有する半導体レーザ制御
装置1に関して、本実施の形態では、パルス幅生成・デ
ータ変調部2と半導体レーザ制御・駆動部5とがバイポ
ーラトランジスタにより1チップの集積回路9として集
積化されている。ここに、誤差増幅器8を含む光・電気
負帰還ループ6部分に関しては、特に図示しないが、例
えば特開平5−67833号公報中の図2に示されるよ
うな周知のバイポーラトランジスタ回路を用いることに
より集積化できる。また、定電流源7部分に関しても、
特に図示しないが、例えば特開平5−67833号公報
中の図13及び図17に示されるような周知のバイポー
ラトランジスタ回路を用いることにより集積化できる。With regard to the semiconductor laser control device 1 having such a function, in this embodiment, the pulse width generation / data modulation section 2 and the semiconductor laser control / drive section 5 are integrated into a one-chip integrated circuit 9 by bipolar transistors. It is integrated. Here, although the optical / electrical negative feedback loop 6 portion including the error amplifier 8 is not particularly shown, for example, by using a well-known bipolar transistor circuit as shown in FIG. Can be integrated. Also, regarding the constant current source 7 part,
Although not shown in particular, it can be integrated by using a well-known bipolar transistor circuit as shown in FIGS. 13 and 17 of JP-A-5-67833.
【0027】そこで、ここでは、集積回路9中、パルス
幅生成・データ変調部2側のより具体的な構成及び作用
について、以下に説明する。いま、本実施の形態では、
パルス幅変調を3ビット(即ち、8値)、強度変調を5
ビット(即ち、32値)を組合せ、合計で1ドット当た
り8ビット階調(256値)を出力し得る構成例とす
る。このパルス幅生成・データ変調部2は、パルス幅変
調・強度変調信号生成部11と、発光指令信号生成部1
2とにより構成されている。Therefore, here, a more specific structure and operation of the pulse width generation / data modulation section 2 side in the integrated circuit 9 will be described below. Now, in the present embodiment,
3 bits for pulse width modulation (ie 8 levels), 5 for intensity modulation
The configuration example is such that bits (that is, 32 values) are combined and a total of 8-bit gradation (256 values) can be output per dot. The pulse width generation / data modulation unit 2 includes a pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 11 and a light emission command signal generation unit 1
2 is constituted.
【0028】まず、この発光指令信号生成部12は、図
6に示すように、強度変調データPMDに従って電流I
DA,/IDA(信号に関して“/”は反転を示す;以下、
同様とする)に変換するD/A変換器(DAC)13
と、パルス1に応じて電流/IDAを流すか否かをスイッ
チングする差動スイッチ14aと、パルス2に応じて電
流IDAを流すか否かをスイッチングする差動スイッチ1
4bと、差動スイッチ14a,14bのスイッチングに
従い流れる電流/IDA,IDAを各々電圧/VDA,VDAに
変換する電流‐電圧変換器(I‐V)15a,15bと
により構成されている。ここに、/IDA+IDA=Ifull
なる関係にある。電流値Ifullは強度変調データPMD
を全てオンにした場合の電流IDAの値であり、発光指令
信号の最大電流値である。差動スイッチ14a,14b
はパルス1,2がともにHレベルの場合にはIDA1 =I
fullとなるように機能する。パルス1がLレベルでパル
ス2がHレベルの場合にはIDA1 =IDAとなる。パルス
1,2がともにLレベルの場合にはIDA1 =0となる。
つまり、パルス1,2がともにHレベルの場合にはIDA
の値(即ち、強度変調データPMD)によらず、IDA1
=Ifullとなる。よって、強度変調データPMDは1画
素クロックの間、一定でよい。この結果、半導体レーザ
制御装置の高速化を図る点で有利となる。First, as shown in FIG. 6, the light emission command signal generator 12 produces the current I according to the intensity modulation data PMD.
DA , / I DA ("/" indicates inversion with respect to the signal;
D / A converter (DAC) 13 for converting the same)
And a differential switch 14a that switches whether to pass the current / I DA according to the pulse 1, and a differential switch 1 that switches whether to pass the current I DA according to the pulse 2.
And 4b, differential switch 14a, 14b current / I DA flowing accordance switching, current converting each voltage / V DA, the V DA and I DA - consists voltage converter (I-V) 15a, a, 15b There is. Here, / I DA + I DA = I full
In a relationship. The current value I full is the intensity modulation data PMD
Is the value of the current I DA when all are turned on, and is the maximum current value of the light emission command signal. Differential switch 14a, 14b
I DA1 = I when both pulses 1 and 2 are at H level
Works to be full . When the pulse 1 is at the L level and the pulse 2 is at the H level, I DA1 = I DA . When both pulses 1 and 2 are at the L level, I DA1 = 0.
That is, when both pulses 1 and 2 are at the H level, I DA
I DA1 regardless of the value of (that is, intensity modulation data PMD)
= I full . Therefore, the intensity modulation data PMD may be constant for one pixel clock. As a result, this is advantageous in increasing the speed of the semiconductor laser control device.
【0029】このような差動スイッチ14a,14bは
例えば各々一対ずつのバイポーラトランジスタを差動接
続することにより構成される。電流‐電圧変換器15
a,15bは2つの電圧値(VDA2 ,/VDA2 )を持つ
図1中に示すような電圧VDA2を定電流源7に対して発
光指令信号として供給する。定電流源7は発光指令信号
VDA2 の2つの電圧値間の差電圧に従って電流IDA2 を
生成する。このような電流‐電圧変換器15a,15b
も、例えば各々ベース接地のバイポーラトランジスタに
より構成される。よって、発光指令信号生成部12自体
もバイポーラトランジスタ構成として容易に集積化され
て形成される。Such differential switches 14a and 14b are constructed by differentially connecting a pair of bipolar transistors, for example. Current-voltage converter 15
a, 15b is supplied as emission command signal two voltage values (V DA2, / V DA2) the voltage V DA2 as shown in FIG. 1 with respect to the constant current source 7. The constant current source 7 generates the current I DA2 according to the difference voltage between the two voltage values of the light emission command signal V DA2 . Such current-voltage converters 15a and 15b
Is also composed of, for example, bipolar transistors whose bases are grounded. Therefore, the light emission command signal generator 12 itself is easily integrated and formed as a bipolar transistor configuration.
【0030】一方、パルス幅生成・データ変調部2中の
パルス幅変調・強度変調信号生成部11は、例えば、デ
ータ変換手段となるデータ変換部16と、パルス幅変調
手段となるパルス幅変調部17と、PLL構成のパルス
生成発振器18とにより構成されている。前記パルス生
成発振器18は図8に示すように入力クロックに同期し
た内部クロックX0 と、このX0 と同一周波数(即ち、
入力クロックとも同一周波数)で一定量ずつの位相差を
持つパルスX1 ,X2 ,〜,Xk の位相差が異なる複数
個のパルスを生成する。パルス幅変調を8値とした場
合、k=7であり、各々のパルスの位相差は1/8・T
CK(TCKは入力クロックの周期)である。また、X4 ,
X5 ,X6 ,X7 は、各々X0 ,X1 ,X2 ,X3 の反
転信号である。ここに、入力クロックに同期させるパル
スは何れであってもよく、図8ではパルスX6 を同期さ
せており、入力クロックから1/4周期遅れたX0 を内
部クロックとしている。前記データ変換部16は入力さ
れた画像データをパルス幅変調データPWMDATAと強度
変調データPMDATAとに変換する機能を持つ。前記パル
ス幅変調部17は前記データ変換部16から得られるパ
ルス幅変調データPWMDATAに従ってパルス生成発振器
18の出力Xk 中から2つのパルスPWon,PWdaを生
成する機能を持つ。On the other hand, the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 11 in the pulse width generation / data modulation unit 2 includes, for example, a data conversion unit 16 serving as data conversion means and a pulse width modulation unit serving as pulse width modulation means. 17 and a pulse generation oscillator 18 having a PLL configuration. And said pulse generating oscillator 18 internal clock X 0 is synchronized with the input clock, as shown in FIG. 8, the X 0 and the same frequency (i.e.,
A plurality of pulses having the same frequency with the input clock) and having a constant phase difference of pulses X 1 , X 2 , ..., Xk having different phase differences are generated. When the pulse width modulation is 8-valued, k = 7, and the phase difference of each pulse is 1/8 · T.
CK (T CK is the cycle of the input clock). Also, X 4 ,
X 5 , X 6 and X 7 are inversion signals of X 0 , X 1 , X 2 and X 3 , respectively. Here, the pulse to be synchronized with the input clock may be either, and synchronizes the pulse X 6 in FIG. 8, the internal clock X 0 which is delayed by 1/4 period from the input clock. The data converter 16 has a function of converting the input image data into pulse width modulation data PWMDATA and intensity modulation data PMDATA. The pulse width modulation unit 17 has a function of generating two pulses PW on and PW da from the output X k of the pulse generation oscillator 18 according to the pulse width modulation data PWMDATA obtained from the data conversion unit 16.
【0031】例えば、図4(a)等に準じて、左寄せの
光出力波形を得るための論理を記述すると、(1)(2)式
のように表される。For example, the logic for obtaining the left-aligned optical output waveform will be described with reference to FIG.
【0032】[0032]
【数1】 [Equation 1]
【0033】また、Dn1,Dn2,Dm1,Dm2,Dn1′,
Dn2′,Dm1′,Dm2′はパルス幅変調データPWMDA
TAであり、画像データD7 (MSB)〜D0 (LSB)
のうち、上位3ビット、即ち、D7 ,D6 ,D5 をパル
ス幅変調のためのデータとすると、(3)式で表される。Further, D n1 , D n2 , D m1 , D m2 , D n1 ′,
D n2 ′, D m1 ′ and D m2 ′ are pulse width modulated data PWMDA
TA, image data D 7 (MSB) to D 0 (LSB)
Of these, if the upper 3 bits, that is, D 7 , D 6 , and D 5 are data for pulse width modulation, they are expressed by equation (3).
【0034】[0034]
【数2】 [Equation 2]
【0035】このような論理を実現するため、データ変
換部16及びパルス幅変調部17は例えば図7に示すよ
うに構成されている。まず、データ変換部16中には各
々画像データD0 〜D7 をパルス幅変調データDni,D
ni′,Dmj,Dmj′に(3)式に従い変換する論理部21
〜24が設けられている。25は画像データD0 〜D7
中の下位5ビット分のデータを強度変調データDpkとし
てそのまま出力する論理部である。これらの論理部21
〜25は変調データを保持する手段(例えば、ラッチ
等)を有する。一方、パルス幅変調部17中には各々パ
ルス幅変調データDni,Dni′,Dmj,Dmj′に従って
パルスXk の内の一つを選択するマルチプレクサ26〜
29が設けられている。さらに、これらのマルチプレク
サ26〜29の出力Xn ,Xn′ ,Xm ,Xm′ に関し
て(1)式の論理を実行するANDゲート30a〜30d
及びORゲート30e,30fが設けられている。OR
ゲート30eの出力がパルスPWda、ORゲート30f
の出力がパルスPWonとなる。このような主として論理
を実行するデータ変換部16及びパルス幅変調部17に
ついても、バイポーラトランジスタで集積化して構成す
ることができる。In order to realize such a logic, the data converter 16 and the pulse width modulator 17 are constructed as shown in FIG. 7, for example. First, in the data conversion unit 16, the image data D 0 to D 7 are respectively converted into pulse width modulation data D ni and D.
A logic unit 21 for converting ni ′, D mj , and D mj ′ according to the equation (3).
~ 24 are provided. 25 is image data D 0 to D 7
This is a logic unit that outputs the lower 5 bits of data as it is as intensity modulation data D pk . These logic units 21
25 to 25 have means (for example, a latch) for holding the modulated data. On the other hand, in the pulse width modulator 17, multiplexers 26 to select one of the pulses X k according to the pulse width modulation data D ni , D ni ′, D mj and D mj ′.
29 are provided. Further, the output X n of multiplexers 26 to 29, X n the AND gate 30a~30d to perform ', X m, X m' logic (1) with respect to
And OR gates 30e and 30f are provided. OR
The output of the gate 30e is a pulse PW da , and the OR gate 30f
Output becomes a pulse PW on . The data conversion unit 16 and the pulse width modulation unit 17 which mainly perform such logic can also be configured by being integrated with bipolar transistors.
【0036】このようにして、本実施の形態によれば、
パルス幅生成・データ変調部2と半導体レーザ制御・駆
動部5とが全てバイポーラトランジスタにより1チップ
の集積回路9として集積化されているので、1ドット内
でのパルス幅変調・強度変調混合方式に光・電気負帰還
ループ6+加算電流値制御方式を加味して半導体レーザ
3の駆動を制御するに当たり、小型で省電力化を達成し
得るとともに、1チップの集積回路9内で全て処理され
るのでより高速で高精度に機能させることができる。特
に、1チップの集積回路9、バイポーラトランジスタに
より形成することにより、誤差増幅器8や定電流源7の
ようなアナログ駆動系の増幅器を構成するのが容易とな
り、その入力レベルを自由に設定し得る上に、入力レベ
ルを小さくすることもできる。よって、レーザプリンタ
等の機能を向上させるのに都合がよい。In this way, according to the present embodiment,
Since the pulse width generation / data modulation unit 2 and the semiconductor laser control / driving unit 5 are all integrated as a one-chip integrated circuit 9 by bipolar transistors, the pulse width modulation / intensity modulation mixed method within one dot can be used. In controlling the driving of the semiconductor laser 3 by taking into consideration the optical / electrical negative feedback loop 6 + addition current value control method, it is possible to achieve small size and power saving, and all is processed in the integrated circuit 9 of one chip. It can operate at higher speed and with higher accuracy. In particular, by forming the integrated circuit 9 of one chip and the bipolar transistor, it becomes easy to configure an analog drive system amplifier such as the error amplifier 8 and the constant current source 7, and the input level thereof can be freely set. In addition, the input level can be reduced. Therefore, it is convenient for improving the functions of the laser printer and the like.
【0037】本発明の第二の実施の形態を図9ないし図
25に基づいて説明する。本実施の形態にあっても基本
的には前記実施の形態のようなパルス幅強度混合変調方
式や、光・電気負帰還ループの負担を軽減させる光・電
気負帰還ループ+加算電流値制御方式を踏襲しており、
図1ないし図8で示した部分と同一部分は同一符号を用
いて示す。即ち、本実施の形態における半導体レーザ制
御装置1も、概略的には、図2に示したように、パルス
幅生成・データ変調部2と半導体レーザ制御・駆動部5
とにより構成されている。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 25. Even in the present embodiment, basically, the pulse width / intensity mixed modulation method as in the above-described embodiment, or the optical / electrical negative feedback loop + summing current value control method for reducing the burden on the optical / electrical negative feedback loop ,
The same parts as those shown in FIGS. 1 to 8 are designated by the same reference numerals. That is, the semiconductor laser control device 1 according to the present embodiment also has a pulse width generation / data modulation unit 2 and a semiconductor laser control / drive unit 5 as shown in FIG.
It is composed of
【0038】図9に、本実施の形態における半導体レー
ザ制御装置1の、より詳細な構成例を示す。本実施の形
態では、入力データをパルス幅変調データと強度変調デ
ータとに変換した複数のパルスを生成するパルス幅変調
・強度変調信号生成部31と半導体レーザ制御・駆動部
5とが、その一部の構成要素を除く殆どの要素に関して
1チップの集積回路32として集積化されて構成されて
いる。より詳細には、一部の回路構成に関して例示する
如く、バイポーラトランジスタにより1チップ化されて
いる。特に、本実施の形態はこのバイポーラトランジス
タ構成の一例を明らかにするものである。FIG. 9 shows a more detailed configuration example of the semiconductor laser control device 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 31 and the semiconductor laser control / driving unit 5 that generate a plurality of pulses by converting the input data into pulse width modulation data and intensity modulation data are one of them. Most of the elements except the constituent elements are integrated and configured as a one-chip integrated circuit 32. More specifically, as illustrated with respect to a part of the circuit configuration, it is integrated into one chip with bipolar transistors. In particular, this embodiment clarifies an example of this bipolar transistor configuration.
【0039】まず、半導体レーザ制御・駆動部5側につ
いて説明する。光・電気負帰還ループ6は、発光指令信
号設定部41と発光指令信号生成部42と誤差増幅器4
3と電流駆動部44と半導体レーザ3と受光素子4とに
より構成されている。前記発光指令信号生成部42は発
光指令信号生成部第1構成部42aと発光指令信号生成
部第2構成部42bとにより構成されている。動作とし
ては、変調されたデータに従って発光指令信号生成部第
1構成部42aにて生成された電流と、半導体レーザ3
の光出力に比例して受光素子4より出力されるモニタ電
流とを比較し、その誤差分を誤差増幅器43及び電流駆
動部44を介して半導体レーザ3の順方向電流に変換す
る。モニタ電流が発光指令信号生成部第1構成部42a
により生成された電流より大きいときには、半導体レー
ザ3の順方向電流を減らし、モニタ電流が発光指令信号
生成部第1構成部42aにより生成された電流より小さ
いときには、半導体レーザ3の順方向電流を増やすよう
に制御する。ここに、光・電気負帰還ループ6が構成さ
れている。First, the semiconductor laser control / drive section 5 side will be described. The optical / electrical negative feedback loop 6 includes a light emission command signal setting unit 41, a light emission command signal generation unit 42, and an error amplifier 4.
3, the current driver 44, the semiconductor laser 3, and the light receiving element 4. The light emission command signal generation unit 42 includes a light emission command signal generation unit first configuration unit 42a and a light emission command signal generation unit second configuration unit 42b. As the operation, the semiconductor laser 3 and the current generated by the first configuration unit 42a of the light emission command signal generation unit according to the modulated data are operated.
Is compared with the monitor current output from the light receiving element 4 in proportion to the optical output of the semiconductor laser 3, and the error is converted into the forward current of the semiconductor laser 3 via the error amplifier 43 and the current driver 44. The monitor current is the light emission command signal generation unit first constituent unit 42a.
When the monitor current is smaller than the current generated by the light emission command signal generating section first component 42a, the forward current of the semiconductor laser 3 is decreased. To control. An optical / electrical negative feedback loop 6 is formed here.
【0040】ここで、一般に半導体レーザ3の微分量子
効率や受光素子4の光・電気変換受光感度には素子ばら
つきがある。そこで、各々の特性に合わせて、電流値を
設定する必要がある。このような素子ばらつきに関して
は、前記発光指令信号設定部41において、半導体レー
ザ3が所望の光出力となるように外部からの電流設定信
号により電流値IDA1 、即ち、直流動作的には受光素子
4のモニタ電流値IPDを設定することにより、個体差を
吸収して半導体レーザ3が常に所望の光出力となるよう
に設定することが可能となる。In general, there are variations in the differential quantum efficiency of the semiconductor laser 3 and the light-electric conversion light receiving sensitivity of the light receiving element 4. Therefore, it is necessary to set the current value according to each characteristic. Regarding such element variations, in the light emission command signal setting section 41, a current value I DA1 , that is, a light receiving element in terms of direct current operation, is set by an external current setting signal so that the semiconductor laser 3 has a desired optical output. By setting the monitor current value IPD of 4, it is possible to absorb individual differences and set the semiconductor laser 3 to always have a desired optical output.
【0041】前記電流駆動部44は、例えば差動スイッ
チ構成で前記誤差増幅器43の出力を所望の電位分瞬時
に電圧シフトする高速電圧シフト部45として構成され
ている。この高速電圧シフト部45による電圧シフト
は、瞬時に半導体レーザ3の順方向電流となり、半導体
レーザ3の光出力の高速変調が可能とされている。特
に、光・電気負帰還ループ6なる制御系内にこの電流駆
動部44として機能する高速電圧シフト部45を有して
光・電気負帰還ループ6側と同一の出力部を持たせるこ
とにより、集積回路32の素子数の低減と消費電力の低
減とを図る上で有利となる。The current driver 44 is configured as a high-speed voltage shifter 45 which instantaneously shifts the output of the error amplifier 43 by a desired potential by a differential switch configuration, for example. The voltage shift by the high-speed voltage shift unit 45 instantly becomes the forward current of the semiconductor laser 3, and the optical output of the semiconductor laser 3 can be modulated at high speed. In particular, by having the high-speed voltage shift section 45 functioning as the current drive section 44 in the control system of the optical / electrical negative feedback loop 6 and having the same output section as the optical / electrical negative feedback loop 6 side, This is advantageous in reducing the number of elements of the integrated circuit 32 and reducing the power consumption.
【0042】図10に誤差増幅器43及び高速電圧シフ
ト部45のバイポーラトランジスタを用いた回路構成例
を示す。まず、PD端子から発光指令信号生成部42
(発光指令信号生成部第1構成部42a)中のトランジ
スタQ1 のベースへ、半導体レーザ3の光出力に比例し
て受光素子4に流れるモニタ電流IPDを流す。発光指令
信号生成部42中の後述するD/A変換部は入力された
データを電流IDA1 に変換し、この電流IDA1 をトラン
ジスタQ1 のベースから流す。電流IPD,IDA1間の比
較の結果をトランジスタQ1 のベースにおいて検出す
る。この結果をトランジスタQ2 ,Q3 等で構成される
差動アンプ51に入力し、差動アンプ51の出力を駆動
トランジスタ52のベースに入力する。この駆動トラン
ジスタ52は抵抗Re を介して半導体レーザ3に順方向
電流を流す。ここに、光・電気負帰還ループ6が構成さ
れている。差動アンプ51より半導体レーザ3のLD端
子に至る間に、トランジスタQ4 ,Q5 ,抵抗R2 等で
構成されて差動回路となる差動スイッチ53が接続され
ている。これらの差動スイッチ53ないし駆動トランジ
スタ52により、所望の電位分を瞬時に電圧シフトする
高速電圧シフト部45が構成されている。この電圧シフ
トは、トランジスタQ6 ,Q7 及びトランジスタ52等
で構成されるエミッタフォロワ54を介して瞬時に半導
体レーザ3の順方向電流となる。FIG. 10 shows an example of the circuit configuration using the bipolar transistors of the error amplifier 43 and the high speed voltage shift section 45. First, the light emission command signal generation unit 42 from the PD terminal
A monitor current I PD flowing through the light receiving element 4 is supplied to the base of the transistor Q 1 in the (emission command signal generator first constituent part 42a) in proportion to the optical output of the semiconductor laser 3. A D / A conversion unit, which will be described later, in the light emission command signal generation unit 42 converts the input data into a current I DA1 and causes this current I DA1 to flow from the base of the transistor Q 1 . The result of the comparison between the currents I PD and I DA1 is detected at the base of the transistor Q 1 . The result is input to the differential amplifier 51 composed of the transistors Q 2 , Q 3, etc., and the output of the differential amplifier 51 is input to the base of the drive transistor 52. The drive transistor 52 causes a forward current to flow through the semiconductor laser 3 via the resistor Re. An optical / electrical negative feedback loop 6 is formed here. Between the differential amplifier 51 and the LD terminal of the semiconductor laser 3, a differential switch 53 including transistors Q 4 , Q 5 , a resistor R 2 and the like and forming a differential circuit is connected. The differential switch 53 or the driving transistor 52 constitutes a high-speed voltage shift unit 45 that instantaneously shifts a desired potential. This voltage shift instantaneously becomes a forward current of the semiconductor laser 3 via the emitter follower 54 composed of the transistors Q 6 , Q 7 and the transistor 52.
【0043】ここに、本実施の形態においては、前述し
たように、最終的に半導体レーザ3を駆動する駆動トラ
ンジスタ52と抵抗Re とを集積回路32に対して外付
けとされている。この駆動トランジスタ52と抵抗Re
には、半導体レーザ3を駆動するために数十〜数百mA
程度の電流を流す必要がある。しかし、本実施の形態の
ような構成の場合、半導体レーザ制御・駆動部5内部に
おける電流は、駆動部(駆動トランジスタ52)につな
がる出力部においてもせいぜい数mAで十分である。従
って、消費電力が低減し、集積化(LSIの開発)が容
易となる。図10に示す回路において、電流駆動部44
の電圧シフト量を決定しているのが、抵抗R2 ,R3 、
トランジスタQ9 等である。しかし、上述したように半
導体レーザ3の微分量子効率には素子ばらつきがあり、
また、経時変化による効率劣化がある。このため、半導
体レーザ3の微分量子効率を微分量子効率検出部46で
検出し、この電圧シフト量を設定する構成とする。これ
により、前述した図5(b)に示したような光出力PS
が重畳された理想的な光出力を得ることができる。Here, in the present embodiment, as described above, the drive transistor 52 that finally drives the semiconductor laser 3 and the resistor R e are externally attached to the integrated circuit 32. This drive transistor 52 and resistor R e
Is several tens to several hundreds mA for driving the semiconductor laser 3.
It is necessary to pass a certain amount of current. However, in the case of the configuration of this embodiment, the current in the semiconductor laser control / driving unit 5 is sufficient to be several mA at the most in the output unit connected to the driving unit (driving transistor 52). Therefore, power consumption is reduced and integration (development of LSI) is facilitated. In the circuit shown in FIG. 10, the current driver 44
It is the resistors R 2 , R 3 and
The transistor Q 9 and the like. However, as described above, there are element variations in the differential quantum efficiency of the semiconductor laser 3,
In addition, there is a deterioration in efficiency due to changes over time. Therefore, the differential quantum efficiency of the semiconductor laser 3 is detected by the differential quantum efficiency detection unit 46, and this voltage shift amount is set. As a result, the optical output P S as shown in FIG.
It is possible to obtain an ideal optical output in which
【0044】また、図10に示す回路において、トラン
ジスタQ2 ,Q3 等で構成される差動アンプ51は、抵
抗R4 において電源電圧Vccよりの降下電圧としてその
出力を構成しているが、光・電気負帰還ループ6は半導
体レーザ3の光出力をリアルタイムで制御しているの
で、電源電圧変動も同時に制御している。また、PD端
子(発光指令信号生成部第1構成部42a中のトランジ
スタQ1 のベース電位)にて検出した結果を、差動アン
プ51に入力する過程で、トランジスタQ11,Q12,抵
抗R6 を介して帰還をかけており、この差動アンプ51
の電圧ゲインを抵抗R5 ,R6 の抵抗値により決定し、
ゲインを小さくする。これにより、この差動アンプ51
の交叉周波数をより高くし制御速度を向上させている。
ここに、抵抗R5 ,R6 は外付け素子とされている。こ
れらの抵抗R5 ,R6 の抵抗値を変化させることにより
制御系(光・電気負帰還ループ6)の制御速度を可変し
得る。Further, in the circuit shown in FIG. 10, the differential amplifier 51 composed of the transistors Q 2 , Q 3, etc. constitutes its output as a voltage drop from the power supply voltage V cc at the resistor R 4 . Since the optical / electrical negative feedback loop 6 controls the optical output of the semiconductor laser 3 in real time, it also controls the power supply voltage fluctuation. In addition, in the process of inputting to the differential amplifier 51 the result detected at the PD terminal (base potential of the transistor Q 1 in the light emission command signal generation unit first constituent portion 42a), the transistors Q 11 , Q 12 and the resistor R are connected. Feedback is being made via 6 , and this differential amplifier 51
The voltage gain of is determined by the resistance values of resistors R 5 and R 6 ,
Reduce the gain. As a result, this differential amplifier 51
And the control speed is improved.
Here, the resistors R 5 and R 6 are external elements. The control speed of the control system (optical / electrical negative feedback loop 6) can be varied by changing the resistance values of these resistors R 5 and R 6 .
【0045】半導体レーザ3の微分量子効率を検出し、
電圧シフト量を設定する機能を実現するためのブロック
が、図9では、タイミング生成部47、微分量子効率検
出部46、メモリ部48及び加算電流設定部49により
構成されている。これにより、概略的には、タイミング
生成部47において誤差増幅器43の制御速度より十分
遅いタイミング信号を生成する。そのタイミングにおい
て半導体レーザ3の微分量子効率を微分量子効率検出部
46により検出する。その検出結果をメモリ部48に記
録する。このメモリ部48のデータに従い、加算電流設
定部49の電流値を設定する。これらの動作は電源投入
時若しくはリセット時(半導体レーザ3の光出力オフ
時)といった所定のイニシャライズ時だけイニシャライ
ズ動作として行われる。通常動作時には、加算電流設定
部49の電流値を保持する。また、前記集積回路32中
にはタイミング生成部47に接続されたスタートアップ
部50とともに電源部101が設けられている。The differential quantum efficiency of the semiconductor laser 3 is detected,
In FIG. 9, the block for realizing the function of setting the voltage shift amount is configured by the timing generation unit 47, the differential quantum efficiency detection unit 46, the memory unit 48, and the addition current setting unit 49. As a result, the timing generator 47 generates a timing signal that is sufficiently slower than the control speed of the error amplifier 43. At that timing, the differential quantum efficiency of the semiconductor laser 3 is detected by the differential quantum efficiency detector 46. The detection result is recorded in the memory unit 48. The current value of the addition current setting unit 49 is set according to the data in the memory unit 48. These operations are performed as an initialization operation only at a predetermined initialization such as when the power is turned on or when the power is reset (when the optical output of the semiconductor laser 3 is turned off). During normal operation, the current value of the added current setting unit 49 is held. Further, in the integrated circuit 32, a power supply unit 101 is provided together with a startup unit 50 connected to the timing generation unit 47.
【0046】次いで、発光指令信号設定部41及び発光
指令信号生成部42のバイポーラトランジスタを用いた
回路構成例を図11及び図12に示す。Next, FIGS. 11 and 12 show examples of circuit configurations using bipolar transistors in the light emission command signal setting section 41 and the light emission command signal generation section 42.
【0047】まず、発光指令信号設定部41の構成とし
ては、発光指令信号生成部42の電流設定、加算電流設
定部49の電流設定、発光指令信号生成部42の電流の
ベース電流補償部、及び、発光指令信号生成部42の電
流と加算電流設定部49の電流とを連動させて外部信号
より調整する部分により構成されており、各々の部分を
図11に示す回路例により説明する。First, as the configuration of the light emission command signal setting unit 41, the current setting of the light emission command signal generation unit 42, the current setting of the addition current setting unit 49, the base current compensation unit of the current of the light emission command signal generation unit 42, and , And the current of the light emission command signal generation unit 42 and the current of the addition current setting unit 49 are interlocked with each other to adjust from an external signal, and each part will be described with reference to a circuit example shown in FIG.
【0048】発光指令信号生成部42の電流設定は、ト
ランジスタQ71のエミッタ電位と抵抗R41とにより行わ
れる。ここに、前記発光指令信号生成部42の電流I
DA1 は、直流的には受光素子4のモニタ電流IPDである
ので、集積回路32(LSI)内部の温度変化の影響を
受けない電流とする必要がある。つまり、トランジスタ
Q71のエミッタ電位は安定な電位、抵抗R41は絶対精度
の要求される抵抗である必要がある。このため、トラン
ジスタQ71のエミッタ電位は電源部において生成した安
定電位であるVREF11端子電位をトランジスタQ72〜Q75
等で構成されるボルテージフォロワ55を介して生成す
る。そして、VR端子を外部端子として、抵抗R41を絶
対精度、温度特性の良好な外付け抵抗若しくは可変抵抗
とする。この抵抗R41の抵抗値を変化させることにより
半導体レーザ3及び受光素子4の特性に合わせて所望の
光出力を得るための調整が可能となる。The current of the light emission command signal generator 42 is set by the emitter potential of the transistor Q 71 and the resistor R 41 . Here, the current I of the light emission command signal generation unit 42
DA1 is the direct current because it is monitoring current I PD of the light receiving element 4, it is necessary to make the integrated circuit 32 (LSI) current that is not affected by the internal temperature variation. That is, the emitter potential of the transistor Q 71 needs to be a stable potential, and the resistor R 41 needs to be a resistor requiring absolute accuracy. For this reason, the emitter potential of the transistor Q 71 is the stable potential generated in the power supply section, and the VREF 11 terminal potential is the same as that of the transistors Q 72 to Q 75.
It is generated via a voltage follower 55 composed of Then, the VR terminal is used as an external terminal, and the resistor R 41 is an external resistor or a variable resistor having good absolute accuracy and temperature characteristics. By changing the resistance value of the resistor R 41 , it is possible to adjust the characteristics of the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4 to obtain a desired light output.
【0049】加算電流設定部49の電流設定は、トラン
ジスタQ78のエミッタ電位と抵抗R42とにより決定し、
IDA2SET 端子より加算電流設定部49へ出力する。ここ
に、トランジスタQ78のエミッタ電位はトランジスタQ
71のエミッタ電位とほぼ同電位となるので、トランジス
タQ71のエミッタ電位がトランジスタQ71,Q76,
Q77,Q78を介してこのトランジスタQ78のエミッタ電
位に換算される。The current setting of the addition current setting section 49 is determined by the emitter potential of the transistor Q 78 and the resistor R 42 ,
Output from the IDA2SET terminal to the addition current setting section 49. Here, the emitter potential of the transistor Q 78 is the transistor Q
Since the emitter potential of 71 is almost the same as the emitter potential of transistor 71 , the emitter potential of transistor Q 71 is equal to that of transistors Q 71 , Q 76 ,
It is converted to the emitter potential of the transistor Q 78 through Q 77 and Q 78 .
【0050】発光指令信号生成部42のベース電流補償
は、トランジスタQ77のベース電流により行う。発光指
令信号生成部42の電流IDA1 は、電流IPD、即ち、上
述したように外部の受光素子4により決定される絶対電
流である必要がある。ここに、例えば、図11に示す回
路構成例の場合、トランジスタQ71のエミッタ電位と抵
抗R41とで決定される基準電流は絶対電流である。そこ
で、この基準電流はカレントミラー回路56で反転され
た後、幾つかのトランジスタを経由して電流IDA 1 とし
てPD端子から流れる。幾つかのトランジスタを経由す
る間に各々のトランジスタのベース電流誤差が発生す
る。このようなベース電流誤差は、5ビットのD/A変
換器中の各ビット(b0,b1,b2,b3,b4)で
生ずる。このようなベース電流誤差を補償するためにト
ランジスタQ77のベース電流量を調整する。つまり、本
実施の形態の回路構成の場合、基準となる電流に対して
その基準電流のベース電流を経由するトランジスタの数
だけ加算することにより、ベース電流による誤差電流の
発生や特性変化を抑制することが可能となり、容易にベ
ース電流補償を行える。The base current of the light emission command signal generator 42 is compensated by the base current of the transistor Q 77 . The current I DA1 of the light emission command signal generation unit 42 needs to be the current I PD , that is, the absolute current determined by the external light receiving element 4 as described above. Here, for example, in the case of the circuit configuration example shown in FIG. 11, the reference current determined by the emitter potential of the transistor Q 71 and the resistor R 41 is an absolute current. Therefore, this reference current is inverted by the current mirror circuit 56 and then flows as a current I DA 1 from the PD terminal through some transistors. A base current error of each transistor occurs while passing through several transistors. Such a base current error occurs at each bit (b0, b1, b2, b3, b4) in the 5-bit D / A converter. The base current amount of the transistor Q 77 is adjusted to compensate for such a base current error. That is, in the case of the circuit configuration of the present embodiment, the generation of an error current due to the base current and the characteristic change are suppressed by adding the number of transistors passing through the base current of the reference current to the reference current. This makes it possible to easily perform base current compensation.
【0051】ここに、図12に示す回路構成は、図6に
示したブロック図に関連する。図6を参照すれば、電流
IDAは複数のトランジスタにより構成されたD/A変換
器13、スイッチングトランジスタによる差動スイッチ
14b、トランジスタによる電流‐電圧変換器(I/V
変換器)15bを介して流れる。上述したように、電流
IDAがこれらの各部の複数のトランジスタを経由する間
に生ずるベース電流誤差が補償される。The circuit configuration shown in FIG. 12 is related to the block diagram shown in FIG. Referring to FIG. 6, the current I DA includes a D / A converter 13 including a plurality of transistors, a differential switch 14b including a switching transistor, and a current-voltage converter (I / V) including a transistor.
Converter) 15b. As described above, the base current error that occurs while the current I DA passes through the plurality of transistors in each of these parts is compensated.
【0052】次に、発光指令信号生成部42の電流と加
算電流設定部49の電流とを連動して外部信号より調整
する部分について説明する。前述したように、発光指令
信号生成部42の電流設定と加算電流設定部49の電流
設定とはトランジスタQ71のエミッタ電位と抵抗R41と
により決定される。また、上述したようにトランジスタ
Q71のエミッタ電位はVREF11端子電位を入力とし、トラ
ンジスタQ72〜Q75等で構成されるボルテージフォロワ
55の出力となっている。そこで、VREF11端子と並列に
抵抗R43,R44、トランジスタQ79を介してVCONT 端子
より制御電圧(外部電圧)を入力させる構成とすること
により、この制御電圧によってトランジスタQ71のエミ
ッタ電位を変化させる。つまり、発光指令信号生成部4
2の電流と加算電流設定部49の電流とを連動させて増
減させることが可能となる。よって、光・電気負帰還ル
ープによる光出力の可変、及び、加算電流値制御システ
ムによる光出力の可変を連動させて行わせることができ
る。この結果、光出力の変更波形を図5(b)に示した
場合と同様に矩形状波形に近似した波形に修正すること
ができる。Next, a portion for adjusting the current of the light emission command signal generating section 42 and the current of the addition current setting section 49 in accordance with an external signal will be described. As described above, the current setting of the light emission command signal generating unit 42 and the current setting of the addition current setting unit 49 are determined by the emitter potential of the transistor Q 71 and the resistor R 41 . Further, as described above, the emitter potential of the transistor Q 71 receives the VREF 11 terminal potential as an input and is the output of the voltage follower 55 composed of the transistors Q 72 to Q 75 and the like. Therefore, the control voltage (external voltage) is input from the VCONT terminal through the resistors R 43 and R 44 and the transistor Q 79 in parallel with the VREF 11 terminal, and the emitter potential of the transistor Q 71 is changed by this control voltage. Let That is, the light emission command signal generation unit 4
It is possible to increase or decrease the current of No. 2 and the current of the addition current setting unit 49 in conjunction with each other. Therefore, the variable optical output by the optical / electrical negative feedback loop and the variable optical output by the added current value control system can be interlocked. As a result, the changed waveform of the optical output can be corrected to a waveform approximate to a rectangular waveform as in the case shown in FIG.
【0053】次いで、発光指令信号生成部42について
図12を参照して説明する。この発光指令信号生成部4
2は5ビット(b0,b1,b2,b3,b4)のD/
A変換器と電流加算駆動部とを含んで構成されている。
発光指令信号生成部42中のD/A変換器によりデジタ
ル信号からアナログ信号に変換される5ビットのデジタ
ルデータは、図9中に示したPWM&PM信号生成部3
1からPMDATA(光強度変調信号)として与えられ
るものである。Next, the light emission command signal generator 42 will be described with reference to FIG. This light emission command signal generator 4
2 is D / of 5 bits (b0, b1, b2, b3, b4)
It is configured to include an A converter and a current addition drive unit.
The 5-bit digital data converted from a digital signal to an analog signal by the D / A converter in the light emission command signal generation unit 42 is the PWM & PM signal generation unit 3 shown in FIG.
1 to PMDATA (light intensity modulation signal).
【0054】もっとも、より高精度な光出力の設定が必
要な場合には、D/A変換器のビット数を増やしてもよ
い。或いは、パルス幅変調を主体とする場合であれば、
D/A変換器のビット数を減らすようにしてもよい。本
実施の形態では、D/A変換器はカレントミラー回路と
抵抗ラダーとの組合せにより構成されているが、適宜同
等の変形例を許容する。However, if it is necessary to set the optical output with higher accuracy, the number of bits of the D / A converter may be increased. Alternatively, if the main purpose is pulse width modulation,
The number of bits of the D / A converter may be reduced. In the present embodiment, the D / A converter is composed of a combination of a current mirror circuit and a resistance ladder, but an equivalent modification is allowed as appropriate.
【0055】電流加算駆動部は、電流IDA1 とその反転
電流とを各々トランジスタQ81,Q82のエミッタ電位で
検出し、エミッタフォロワQ83,Q84を介した後、トラ
ンジスタQ4 ,Q5 のベースに入力する。トランジスタ
Q81,Q82のエミッタ電位は、IDA1 の電流値をそのま
ま反映した電位となるので、図10に示すようにトラン
ジスタQ4 ,Q5 で構成される差動スイッチ53におい
てもオン・オフの2値出力ではなく、D/A変換器を5
ビットで構成した場合には5ビットの電流駆動出力を高
速に得ることができる。The current addition drive unit detects the current I DA1 and its inversion current by the emitter potentials of the transistors Q 81 and Q 82 , passes through the emitter followers Q 83 and Q 84, and then the transistors Q 4 and Q 5. To the base of. Since the emitter potentials of the transistors Q 81 and Q 82 are potentials that directly reflect the current value of I DA1 , the differential switch 53 including the transistors Q 4 and Q 5 is turned on / off as shown in FIG. D / A converter 5 instead of the binary output of
When it is composed of bits, a 5-bit current drive output can be obtained at high speed.
【0056】次に、図13に集積回路32中のパルス幅
変調・強度変調信号生成部31側のより具体的な構成例
を説明する。本実施の形態では、パルス幅変調を3ビッ
ト(即ち、8値)、強度変調を5ビット(即ち、32
値)を組合せ、合計で1ドット当たり8ビット階調(2
56値)を出力し得る構成例とする。このパルス幅変調
・強度変調信号生成部31は、例えば、データ変換部6
1と、パルス幅変調部62と、PLL構成のパルス生成
発振器63とにより構成されている。これらの構成は前
記第一の実施の形態中の図1で示した構成に類似してい
るので、その詳細は省略する。Next, FIG. 13 illustrates a more specific configuration example of the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 31 side in the integrated circuit 32. In the present embodiment, the pulse width modulation is 3 bits (that is, 8 values), and the intensity modulation is 5 bits (that is, 32 values).
8 bits per dot (2
56 value) is output. The pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 31 includes, for example, the data conversion unit 6
1, a pulse width modulation unit 62, and a pulse generation oscillator 63 having a PLL configuration. Since these configurations are similar to the configurations shown in FIG. 1 in the first embodiment, details thereof will be omitted.
【0057】ここに、集積回路32において画像データ
D0 〜D7 が入力される入力部分の構成について図14
(a)及び図14(b)を参照して説明する。バイポー
ラトランジスタ構成の集積回路32中、画像データが入
力されるデータ変換部61の入力部には図14(a)に
示すようにECL(エミッタ・カップルド・ロジック)
回路71が設けられている。このECL回路71は2つ
の対をなすトランジスタQa ,Qb のエミッタ同士を差
動接続したもので、これらのエミッタには定電流源72
が接続されている。ここに、前記ECL回路71はトラ
ンジスタQa ,Qb のベース電位Va ,Vb に関してV
a −Vb の値が±200mV程度あれば論理が成立する
特性を持つ。従って、例えば電位Vb の値を固定した場
合であれば、電位Va としてはVa ≧Vb +200mV
であり、或いは、Va ≦Vb −200mVであり、ばら
つきを考慮しても±250mVあればよい。結果とし
て、Va の電圧スイング量としては500mVあれば十
分となる。Here, the structure of the input portion of the integrated circuit 32 to which the image data D 0 to D 7 are input is shown in FIG.
This will be described with reference to (a) and FIG. 14 (b). In the integrated circuit 32 having a bipolar transistor configuration, an ECL (Emitter Coupled Logic) is provided at an input section of a data conversion section 61 to which image data is input, as shown in FIG.
A circuit 71 is provided. In this ECL circuit 71, the emitters of two pairs of transistors Q a and Q b are differentially connected to each other, and a constant current source 72 is connected to these emitters.
Is connected. Here, the ECL circuit 71 is V with respect to the base potentials V a and V b of the transistors Q a and Q b.
If the value of a− V b is about ± 200 mV, it has a characteristic that the logic holds. Therefore, for example, when the value of the potential V b is fixed, the potential V a is V a ≧ V b +200 mV
Alternatively, V a ≦ V b −200 mV, and ± 250 mV may be taken into consideration in consideration of variations. As a result, 500 mV is sufficient as the voltage swing amount of V a .
【0058】このような特殊性を示すECL回路71に
対応させて集積回路32に入力される画像データは、通
常の電圧スイング量0‐5Vが、例えば、上記の0‐5
00mVに極減されて入力されるように構成されてい
る。具体的には、図14(a)に示すように電圧スイン
グ量0〜5Vの画像データが入力されるハーネス73等
の伝送線路上に抵抗Ra が設けられ、この伝送線路と電
圧5Vの電源端子との間に抵抗Rb が設けられ、抵抗R
a ,Rb の抵抗比が約9:1に設定されている(例え
ば、Ra =1.5kΩ,Rb =165Ω)。このような
回路は、インピーダンス整合回路74を構成している。The image data input to the integrated circuit 32 corresponding to the ECL circuit 71 exhibiting such peculiarity has a normal voltage swing amount of 0-5V, for example, the above-mentioned 0-5V.
It is configured to be extremely reduced to 00 mV and input. Specifically, as shown in FIG. 14A, a resistor R a is provided on a transmission line such as a harness 73 to which image data having a voltage swing amount of 0 to 5 V is input, and the transmission line and a power source having a voltage of 5 V. A resistor R b is provided between the terminal and the resistor R b.
The resistance ratio of a and R b is set to about 9: 1 (for example, R a = 1.5 kΩ, R b = 165 Ω). Such a circuit constitutes the impedance matching circuit 74.
【0059】このような構成によれば、抵抗Ra に入力
される画像データが0‐5Vの電圧スイング量を示すと
き、伝送線路と抵抗Rb との接続点(入力点)の電位は
抵抗Ra ,Rb の抵抗比により4.5‐5Vを示す。よ
って、この接続点での電圧スイング量は0‐500mV
なる1/10に減じられて集積回路32中のECL回路
71側に入力される。ここに、時定数τに関して、τ=
CR=C・(V/I)を考えると、入力される電圧スイ
ング量を小さくして電流を同量とした場合には時定数τ
を見掛け上、小さくすることができることになる。即
ち、データ転送の高速化が可能となる。実際には、70
〜80MHz程度まで高速化が可能となる。また、この
ように電圧スイング量を小さくして入力させることによ
り駆動量も少なくなり、エネルギー的には約1/100
に極減するので、省電力化を図る上で有利になるだけで
なく、EMI対策上も有利となる。さらには、このよう
な入力部がインピーダンス整合回路74として構成さ
れ、入力データの反射も起きにくいものとなる。According to such a configuration, when the image data input to the resistor R a shows a voltage swing amount of 0-5 V, the potential at the connection point (input point) between the transmission line and the resistor R b is the resistance. It shows 4.5-5V depending on the resistance ratio of R a and R b . Therefore, the voltage swing at this connection point is 0-500mV
Is reduced to 1/10 and input to the ECL circuit 71 side in the integrated circuit 32. Here, with respect to the time constant τ, τ =
Considering CR = C · (V / I), if the input voltage swing amount is reduced and the current is the same, the time constant τ
Apparently, it can be made smaller. That is, the speed of data transfer can be increased. In fact, 70
Higher speed is possible up to about 80 MHz. Also, by reducing the voltage swing amount and inputting it in this way, the driving amount also decreases, and the energy is reduced to about 1/100.
Since it is extremely reduced, it is not only advantageous for power saving, but also advantageous for EMI countermeasures. Furthermore, such an input section is configured as an impedance matching circuit 74, and reflection of input data hardly occurs.
【0060】なお、インピーダンス整合回路74による
入力部を構成する上で、図14(b)に示すように、抵
抗Rb を接地側に接続してもよい。In constructing the input section by the impedance matching circuit 74, the resistor R b may be connected to the ground side as shown in FIG. 14 (b).
【0061】また、本来の画像データを図15(a)に
示すような電位Vのパルス波形とした場合、このパルス
波形を図15(b)に示すような電位V/2の正論理波
形と図15(c)に示すような電位V/2の負論理(反
転論理)波形との組合せに2分割し、2本の伝送線路に
てパラレルに入力させるようにしてもよい。より具体的
には、図15(b)に示すような正論理波形に基づく信
号をECL回路71のトランジスタQa 側に入力させ、
図15(c)に示すような負論理波形に基づく信号をE
CL回路71のトランジスタQb 側に入力させ、両者の
差動出力を得るようにすればよい。このケースの場合、
伝送線路と、トランジスタQa ,Qb の各々のベースに
接続された定電流源における入力トランジスタとは同じ
となる。即ち、前述した入力点での電圧スイング量で考
えると、正論理と負論理との組合せによるため、250
mVのスイング量でよいことになる。When the original image data has a pulse waveform of the potential V as shown in FIG. 15A, this pulse waveform is a positive logic waveform of the potential V / 2 as shown in FIG. 15B. It is also possible to divide the signal into a combination with a negative logic (inverted logic) waveform of the potential V / 2 as shown in FIG. More specifically, a signal based on a positive logic waveform as shown in FIG. 15B is input to the transistor Q a side of the ECL circuit 71,
A signal based on a negative logic waveform as shown in FIG.
It suffices to input it to the transistor Q b side of the CL circuit 71 and obtain a differential output of both. In this case,
The transmission line is the same as the input transistor in the constant current source connected to the bases of the transistors Q a and Q b . In other words, considering the amount of voltage swing at the input point described above, the combination of positive logic and negative logic results in 250
A swing amount of mV is sufficient.
【0062】このような入力方式によれば、エネルギー
∝(電圧)2 であるため、図15(a)に示すような単
一の画像データを利用する場合であれば、エネルギー的
には図14(a)方式の場合の1/4に減少する。ま
た、ノイズが伴う場合であっても、ノイズは正論理、負
論理の信号の双方に同様の影響を及ぼし、その差動出力
をとるため、結果的にノイズ成分が相殺されることにな
り、ノイズに強いデータ転送入力方式となる。According to such an input method, the energy is ∝ (voltage) 2. Therefore, if a single image data as shown in FIG. It is reduced to 1/4 of that of the method (a). Also, even when noise is involved, the noise has a similar effect on both positive logic and negative logic signals, and its differential output is taken. As a result, the noise component is canceled out. It becomes a data transfer input method that is resistant to noise.
【0063】このようにして、本実施の形態によれば、
パルス幅変調・強度変調信号生成部31と半導体レーザ
制御・駆動部5とが全てバイポーラトランジスタにより
1チップの集積回路32として集積化されているので、
1ドット内でのパルス幅変調・強度変調混合方式に光・
電気負帰還ループ6+加算電流値制御方式(図5(a)
及び図5(b)参照)を加味して半導体レーザ3の駆動
を制御するに当たり、小型で省電力化を達成し得るとと
もに、1チップの集積回路32内で全て処理されるので
より高速で高精度に機能させることができる。In this way, according to the present embodiment,
Since the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit 31 and the semiconductor laser control / drive unit 5 are all integrated as a one-chip integrated circuit 32 by bipolar transistors,
Light for pulse width modulation / intensity modulation mixed method within 1 dot
Electric negative feedback loop 6 + additional current value control method (Fig. 5 (a)
And FIG. 5B), the drive of the semiconductor laser 3 is controlled and the power consumption can be reduced, and all the processing is performed in the one-chip integrated circuit 32. It can function with precision.
【0064】タイミング生成部47は、例えば、遅延回
路を用いて構成することも可能であるが、本実施の形態
では、より詳細な図16に示すように、発振回路81と
バイアス回路(図示せず)とラッチ回路82とにより構
成されている。概略的には、発振回路81において生成
された発振信号をラッチ回路82にてラッチし、ラッチ
したデータを次段に順次伝達することにより、例えば、
T0〜T5なる6個のタイミング信号を生成し、最終タ
イミングと同時に前記発振回路81を強制的に発振しな
いように抑制する構成とされている。The timing generator 47 can be constructed by using, for example, a delay circuit, but in this embodiment, as shown in more detail in FIG. 16, an oscillator circuit 81 and a bias circuit (not shown). No.) and a latch circuit 82. In general, by latching the oscillation signal generated in the oscillation circuit 81 by the latch circuit 82 and sequentially transmitting the latched data to the next stage, for example,
Six timing signals T0 to T5 are generated, and the oscillation circuit 81 is forcibly prevented from oscillating at the same time as the final timing.
【0065】微分量子効率検出部46は、例えば、前記
誤差増幅器43の誤差出力中のピーク値を検出するサン
プルホールド回路83と、このサンプルホールド回路8
3の出力値を所定値と比較する比較器84とにより構成
されている。The differential quantum efficiency detecting section 46 is, for example, a sample hold circuit 83 for detecting the peak value in the error output of the error amplifier 43, and the sample hold circuit 8.
3 and the comparator 84 for comparing the output value of 3 with a predetermined value.
【0066】メモリ部48は、比較器84の比較結果を
タイミング生成部47により生成されるタイミングT1
〜T5に同期して保持する機能を有する。加算電流設定
部49は、例えば、5ビットのD/A変換器85により
構成されている。The memory section 48 compares the comparison result of the comparator 84 with the timing T1 generated by the timing generation section 47.
It has a function of holding in synchronization with T5. The addition current setting unit 49 is composed of, for example, a 5-bit D / A converter 85.
【0067】次に、これらの各部の構成、作用等につい
て説明する。まず、前記発振回路81のバイポーラトラ
ンジスタによる回路構成例を図17に示す。また、イニ
シャライズ時の概略動作を図20に示す。トランジスタ
Q22のコレクタ電位VQ22C(TDSTART端子の電圧) が図
20中の発振動作として表される。このトランジスタQ
22のコレクタ電流が、トランジスタQ24,Q25で構成さ
れる差動スイッチ86によりオン、オフさせる。例え
ば、トランジスタQ22のコレクタ電流がオンの時にトラ
ンジスタQ21のコレクタ電流よりも大きい場合には、ト
ランジスタQ22のコレクタ電位VQ22Cが減少する結果、
コンデンサC1 はトランジスタQ21,Q22のコレクタ電
流間の差電流としてディスチャージされる。一方、トラ
ンジスタQ 22のコレクタ電流がオフの時にはトランジス
タQ22のコレクタ電位VQ22Cが増加する結果、コンデン
サC1 がトランジスタQ21のコレクタ電流によってチャ
ージされる。このようにコンデンサC1 がチャージ、デ
ィスチャージを繰り返すことにより発振する。Next, the structure and operation of each of these parts will be described.
Will be explained. First, the bipolar transistor of the oscillation circuit 81.
FIG. 17 shows an example of the circuit configuration of the transistor. Also, Ini
FIG. 20 shows a schematic operation at the time of sharing. Transistor
Qtwenty twoCollector potential VQ22C(TDSTART pin voltage) is a figure
It is represented as an oscillation operation in 20. This transistor Q
twenty twoThe collector current of the transistor Qtwenty four, Qtwenty fiveComposed of
The differential switch 86 is turned on and off. example
If transistor Qtwenty twoWhen the collector current of the
Register Qtwenty oneIf it is larger than the collector current of
Langista Qtwenty twoCollector potential VQ22CAs a result,
Capacitor C1 Is the transistor Qtwenty one, Qtwenty twoCollector power
It is discharged as a current difference between the flows. Meanwhile, the tiger
Register Q twenty twoWhen the collector current of is off
Qtwenty twoCollector potential VQ22CAs a result,
Sa C1 Is transistor Qtwenty oneDepending on the collector current of
Is displayed. Thus the capacitor C1 Charge, de
Oscillates by repeating the charge.
【0068】まず、図20中に示すタイミング0、即
ち、電源投入時より、前記スタートアップ部50から発
振開始タイミング信号TSが送られてくるまでの間は、
TDSTART 端子の電位は強制的にHレベル(殆どVccと同
電位)であり、また、VPTDSTART 端子は0Vである。よ
って、VPTDSTART 端子より生成されるトランジスタQ23
のコレクタ電流は0であり、差動スイッチ86もトラン
ジスタQ25がLレベルであるが、トランジスタQ23のコ
レクタ電流が0であるので、トランジスタQ22のコレク
タ電流も0となっている。First, at the timing 0 shown in FIG. 20, that is, from the time the power is turned on until the oscillation start timing signal TS is sent from the start-up unit 50.
The potential of the TDSTART terminal is forcibly H level (almost the same potential as Vcc ), and the VPTDSTART terminal is 0V. Therefore, the transistor Q 23 generated from the VPTDSTART pin
Has a collector current of 0, and the transistor Q 25 of the differential switch 86 is also at the L level. However, since the collector current of the transistor Q 23 is 0, the collector current of the transistor Q 22 is also 0.
【0069】ここに、ラッチ回路82の最終段の構成を
示す図19を参照すると、VPTDSTART 端子の電位は0
V、トランジスタQ31のコレクタ電流は0Aである。こ
の結果、トランジスタQ23のベース電位はVccであり、
トランジスタQ23のコレクタ電流は0Aとなる。また、
差動スイッチ86において、トランジスタQ23のコレク
タ電流が0Aであり、トランジスタQ25のベース電位が
Lレベルであるので、トランジスタQ22のコレクタ電流
は0Aとなる。Referring to FIG. 19 showing the configuration of the final stage of the latch circuit 82, the potential of the VPTDSTART terminal is 0.
V, the collector current of the transistor Q 31 is 0A. As a result, the base potential of the transistor Q 23 is V cc ,
The collector current of the transistor Q 23 becomes 0A. Also,
In the differential switch 86, the collector current of the transistor Q 23 is 0 A and the base potential of the transistor Q 25 is at L level, so the collector current of the transistor Q 22 is 0 A.
【0070】その後、発振開始タイミング信号TSを過
ぎると、VPTDSTART 端子の電位がHレベルとなるので、
トランジスタQ22のコレクタ電流が流れ始める。差動ス
イッチ86においてはトランジスタQ25がLレベルであ
るので、トランジスタQ23のコレクタ電流がトランジス
タQ26に流れる。このとき、トランジスタQ26,Q22に
よるカレントミラー回路87を介してトランジスタQ22
にも同じ電流が流れる。このタイミングTSでは、トラ
ンジスタQ22のコレクタ電流がトランジスタQ21のコレ
クタ電流より大きい場合にはトランジスタQ22のコレク
タ電位VQ22C、即ち、TDSTART端子電位 は、徐々に低下
する。そして、トランジスタQ24のベース電位がトラン
ジスタQ25のべース電位と同電位若しくはより低下する
瞬間に、差動スイッチ86が動作し、トランジスタQ24
がオンとなりトランジスタQ26のコレクタ電流、従っ
て、トランジスタQ22のコレクタ電流がオフとなり、ト
ランジスタQ25のベース電位はトランジスタQ24のコレ
クタ電流と抵抗R11とで決まる電位分上昇する。この瞬
間が、タイミングT0である。After that, when the oscillation start timing signal TS passes, the potential of the VPTDSTART terminal becomes H level.
The collector current of the transistor Q 22 begins to flow. In the differential switch 86, since the transistor Q 25 is at L level, the collector current of the transistor Q 23 flows through the transistor Q 26 . At this time, the transistor Q 22 is passed through the current mirror circuit 87 including the transistors Q 26 and Q 22.
The same current flows through This timing TS, the collector current of the transistor Q 22 is the collector potential V Q22C transistor Q 22 when the collector current is larger than the transistor Q 21, i.e., TDSTART terminal potential is gradually lowered. Then, at the moment when the base potential of the transistor Q 24 becomes equal to or lower than the base potential of the transistor Q 25 , the differential switch 86 operates and the transistor Q 24
Is turned on, the collector current of the transistor Q 26 , and therefore the collector current of the transistor Q 22 is turned off, and the base potential of the transistor Q 25 rises by the potential determined by the collector current of the transistor Q 24 and the resistor R 11 . This moment is timing T0.
【0071】タイミングT0を過ぎると、トランジスタ
Q22のコレクタ電流がオフとなるので、トランジスタQ
22のコレクタ電位VQ22C、即ち、TDSTART端子電位 は、
徐々に上昇する。そして、トランジスタQ24のベース電
位がトランジスタQ25のベース電位と同電位若しくはよ
り上昇する瞬間に、差動スイッチ86が反転し、トラン
ジスタQ22のコレクタ電流がオンとなる。このようにし
て発振動作を繰り返す。この発振の振幅は、トランジス
タQ24のコレクタ電流と抵抗R11とで決まる電位で決定
される。周期はトランジスタQ21のコレクタ電流、トラ
ンジスタQ22のコレクタ電流、コンデンサC1 の容量に
より決定される。これらの値を適正に決定することによ
り所望のタイミング信号を得ることができる。After timing T0, the collector current of the transistor Q 22 is turned off, so that the transistor Q 22 is turned off.
22 collector potential V Q22C , that is, the TDSTART terminal potential is
Gradually rise. Then, at the moment when the base potential of the transistor Q 24 is equal to or higher than the base potential of the transistor Q 25 , the differential switch 86 is inverted and the collector current of the transistor Q 22 is turned on. In this way, the oscillation operation is repeated. The amplitude of this oscillation is determined by the potential determined by the collector current of the transistor Q 24 and the resistance R 11 . The period is determined by the collector current of the transistor Q 21, the collector current of the transistor Q 22 , and the capacitance of the capacitor C 1 . A desired timing signal can be obtained by appropriately determining these values.
【0072】このような動作において、トランジスタQ
22のコレクタ電流がトランジスタQ21のコレクタ電流の
丁度2倍の時、トランジスタQ21のコレクタ電流と、
(トランジスタQ22のコレクタ電流)−(トランジスタ
Q21のコレクタ電流)なる電流とが等しくなり、コンデ
ンサC1 にチャージ、ディスチャージされる単位時間当
たりの電荷量が等しくなる。よって、図20中に示すよ
うな、立上り時間と立下り時間とが等しい三角波とな
る。In such operation, the transistor Q
When the collector current of 22 is just twice the collector current of transistor Q 21 , the collector current of transistor Q 21
(Collector current of transistor Q 22 ) − (Collector current of transistor Q 21 ) becomes equal, and the amount of charge per unit time charged and discharged in the capacitor C 1 becomes equal. Therefore, as shown in FIG. 20, a triangular wave having the same rise time and fall time is obtained.
【0073】このような発振回路81の発振出力として
トランジスタQ25のベースに方形波が得られ、電圧シフ
ト、スイング量調整、反転なる処理がなされた後、トラ
ンジスタQX (図示せず)のエミッタ電位VQXE の出力
波形が得られる。エミッタ電位VQXE の波形がコレクタ
電位VQ22Cの三角波形を2つのレベル信号を用いて変換
して得られることは周知である。A square wave is obtained at the base of the transistor Q 25 as the oscillating output of the oscillating circuit 81, and the voltage shift, swing amount adjustment, and inversion processing are performed, and then the emitter of the transistor Q X (not shown). An output waveform of the potential V QXE is obtained. The waveform of the emitter potential V QXE is obtained by conversion using the two-level signal a triangular waveform of the collector potential V Q22C is well known.
【0074】次に、前記ラッチ回路82の1構成単位と
なるラッチ回路88の回路構成例を図18に示す。前記
ラッチ回路82は、本実施の形態においては、タイミン
グ信号T0〜T5を生成するため、ラッチ回路88が6
段に接続されて構成される。図18に示すラッチ回路8
8はその1構成単位例であり、タイミング信号T0生成
用である。図示例にあっては、複数のトランジスタ、抵
抗を構成要素として構成されており、この内、トランジ
スタQ31〜Q33で1つのスイッチ89aを形成し、ま
た、トランジスタQ34〜Q36で1つのスイッチ89bを
形成している。前記スイッチ89aにおいては、前記ト
ランジスタQ33のコレクタ電流がオンの時、トランジス
タQ31のベース電位、即ち、入力データをトランジスタ
Q37のベース電位及びエミッタ電位に反転して出力す
る。また、スイッチ89bにおいては、トランジスタQ
36のコレクタ電流がオンの時、トランジスタQ34のベー
スがトランジスタQ37のエミッタに接続されるので、出
力をそのまま保持する動作となる。Next, FIG. 18 shows a circuit configuration example of the latch circuit 88 which is one structural unit of the latch circuit 82. In the present embodiment, the latch circuit 82 generates the timing signals T0 to T5.
It is configured by being connected to a stage. Latch circuit 8 shown in FIG.
Reference numeral 8 is an example of one constitutional unit for generating the timing signal T0. In the illustrated example, a plurality of transistors and resistors are configured as constituent elements. Among them, the transistors Q 31 to Q 33 form one switch 89a, and the transistors Q 34 to Q 36 form one switch 89a. The switch 89b is formed. In the switch 89a, the collector current of the transistor Q 33 when asserted, the base potential of the transistor Q 31, i.e., the input data is inverted to the base potential and the emitter potential of the transistor Q 37 outputs. In the switch 89b, the transistor Q
When the collector current of the transistor 36 is on, the base of the transistor Q 34 is connected to the emitter of the transistor Q 37 , so that the output is maintained as it is.
【0075】トランジスタQ33のベースをCLK 、トラン
ジスタQ36のベースを/CLK 、トランジスタQ31のベー
スをDATA0 、トランジスタQ37のエミッタを出力Qとし
て、これらの関係を論理式で表すと、 Q=CLK・DATA0 +/CLK・Q となる。When the base of the transistor Q 33 is CLK, the base of the transistor Q 36 is / CLK, the base of the transistor Q 31 is DATA 0, and the emitter of the transistor Q 37 is the output Q, the relation between them can be expressed by a logical expression: Q = CLK / DATA0 + / CLK / Q.
【0076】ここで、前述したようにトランジスタQX
(図20参照)のエミッタ電位VQX E 、つまり、トラン
ジスタQ36のベース/CLK は、タイミングTSよりタイ
ミングT0までHレベルで出力保持状態にある。また、
トランジスタQ38,Q39等で構成される電流源90は、
タイミングTSまでは電流が0でタイミングTSとなる
瞬間より電流が流れる。トランジスタQ36のベース/CL
K がHレベル、出力Qが出力保持状態にあるので、出力
QはタイミングT0までHレベルとなっている。タイミ
ングT0となると、/CLK (=VQXE )がLレベルでト
ランジスタQ31のベース入力がDATA0 であるので、出力
Qが初めてLレベルとなり、タイミングT0以降、トラ
ンジスタQ31のベース(入力データ)がLレベルである
ので、出力QはLレベルの状態を保持する。この状態
を、図20中のトランジスタQ37のエミッタ電位VQ37E
(タイミング信号T0)の波形として示す。Here, as described above, the transistor Q X
The emitter potential V QX E (see FIG. 20), that is, the base / CLK of the transistor Q 36 is in the output holding state at the H level from the timing TS to the timing T0. Also,
The current source 90 composed of transistors Q 38 , Q 39, etc.
The current flows up to the timing TS from the moment when the current is 0 and the timing TS is reached. Base of transistor Q 36 / CL
Since K is at H level and the output Q is in the output holding state, the output Q is at H level until the timing T0. At timing T0, since / CLK (= V QXE ) is at L level and the base input of the transistor Q 31 is DATA0, the output Q becomes L level for the first time, and after timing T0, the base (input data) of the transistor Q 31 becomes Since it is at L level, the output Q holds the L level state. This state is referred to as the emitter potential V Q37E of the transistor Q 37 in FIG.
It is shown as a waveform of (timing signal T0).
【0077】図示しない次段では、CLK を反転入力し、
トランジスタQ37のエミッタ電位VQ37EをDATA1 とする
と、 Q′=/CLK・DATA1 +CLK・Q′ とすることで、図20中にVQ37(1)Eで示すタイミング
信号T1を得ることができる。実際、次段のラッチ回路
のスイッチ89aは、/CLK の立上りエッジのタイミン
グで入力データDATA1 (Lレベル)を出力し、入力デー
タDATA1 がLレベルに保持されているためLレベルの出
力が保持される。In the next stage (not shown), CLK is inverted and input,
Assuming that the emitter potential V Q37E of the transistor Q 37 is DATA1, Q '= / CLK.multidot.DATA1 + CLK.multidot.Q ', so that the timing signal T1 shown by V.sub.Q37 (1) E in FIG. 20 can be obtained. Actually, the switch 89a of the latch circuit of the next stage outputs the input data DATA1 (L level) at the timing of the rising edge of / CLK, and since the input data DATA1 is held at the L level, the L level output is held. It
【0078】以下、同様にタイミング信号T2〜T5を
得ることができる。図20中のVQ3 7(n)E における
“n”は段数1〜5を示す。Thereafter, the timing signals T2 to T5 can be similarly obtained. “N” in V Q3 7 (n) E in FIG. 20 indicates the number of stages 1 to 5.
【0079】さらに、図19に示すように、タイミング
信号T5を生成する最終段のラッチ回路88L におい
て、トランジスタQ31のコレクタ電流は発振回路81中
のトランジスタQ23のベースに与えられており、発振回
路81を駆動させる電圧とされている。従って、トラン
ジスタQ23のベース電位はタイミングTSからタイミン
グT5までの間、供給される。しかし、トランジスタQ
23のベース電位は、タイミングT5となる瞬間にトラン
ジスタQ23のコレクタ電流をオフさせると供給されな
い。Further, as shown in FIG. 19, in the final stage latch circuit 88 L for generating the timing signal T5, the collector current of the transistor Q 31 is given to the base of the transistor Q 23 in the oscillator circuit 81. The voltage is set to drive the oscillation circuit 81. Therefore, the base potential of the transistor Q 23 is supplied from the timing TS to the timing T5. However, transistor Q
The base potential of 23 is not supplied with turning off the collector current of the transistor Q 23 at the moment when the timing T5.
【0080】つまり、必要なタイミング信号を生成する
間のみ発振し、所望のタイミング信号を生成し終わると
同時に発振を停止することで、発振回路81の発振動作
が他の回路に雑音や電流変動等の悪影響を及ぼさない回
路構成とされている。また、前述したようなタイミング
信号T0〜T5を生成するためには遅延回路等を用いて
構成することも可能であるが、本実施の形態のように、
発振回路81を用いて構成することにより、唯一、コン
デンサC1 をLSI(集積回路32)外の外付け素子と
することで多数のタイミング信号を生成する場合であっ
ても、発振回路81のタイミングを自在に設定すること
ができる。もっとも、タイミング生成部47を遅延回路
を用いて構成した場合、タイミングを自在に設定するた
めには各々のタイミングを決定する外付け素子を必要と
するが、必要とするタイミング数が少ない場合には遅延
回路を用いるほうがラッチ回路を必要としない利点があ
る。何れにしても、光・電気負帰還ループ6の制御速度
を自由に設定できる上に、半導体レーザ3・受光素子4
の周波数特性の影響を受けない光出力波形を得ることも
でき、集積回路32のイニシャライズ時間を最適化を図
る上で都合がよい。That is, by oscillating only while the required timing signal is generated and stopping the oscillation at the same time when the desired timing signal is generated, the oscillation operation of the oscillation circuit 81 causes the other circuits to perform noise and current fluctuations. It has a circuit configuration that does not adversely affect. Further, in order to generate the timing signals T0 to T5 as described above, it is possible to use a delay circuit or the like, but as in the present embodiment,
By using the oscillator circuit 81, the timing of the oscillator circuit 81 can be generated even when a large number of timing signals are generated only by using the capacitor C 1 as an external element outside the LSI (integrated circuit 32). Can be set freely. However, when the timing generation unit 47 is configured by using a delay circuit, an external element that determines each timing is required to set the timing freely, but when the number of required timings is small, The use of the delay circuit has the advantage of not requiring the latch circuit. In any case, the control speed of the optical / electrical negative feedback loop 6 can be freely set, and the semiconductor laser 3 / light receiving element 4 can be set.
It is also possible to obtain an optical output waveform that is not affected by the frequency characteristic of 1), which is convenient for optimizing the initialization time of the integrated circuit 32.
【0081】また、一般に、半導体レーザ3・受光素子
4間には、周波数特性が存在し、この周波数特性が、上
述の制御系(光・電気負帰還ループ6)の動作や上述の
タイミング設定に影響を及ぼさない良好な特性である場
合には問題はないが、この周波数特性がよくない場合に
は、もし、上述のタイミングが一定である場合には、こ
の半導体レーザ3・受光素子4間の周波数特性を補償す
るための回路を追加するか、或いは、上述のタイミング
を十分遅くなるように設定する必要がある。しかし、こ
のようなタイミングを十分に遅く設定すると、それだけ
イニシャライズの時間が長くなってしまい、かといっ
て、周波数特性補償回路を付加すると素子数が増えてし
まい、何れにしても好ましくない。この点、本実施の形
態のように、タイミング生成部47を発振回路81を用
いて構成することにより、コンデンサC1 の容量を変更
するだけで周波数特性を補償するための回路を必要とせ
ず、かつ、全てのイニシャライズ時間が長くなることも
ないので、素子数を低減させつつ効率的なイニシャライ
ズを行わせることができる。さらに、このような発振回
路81を用いてタイミング信号を生成する場合、通常
は、フリップフロップを用いるが、本実施の形態のよう
に必要段数のラッチ回路88を組み合わせたラッチ回路
82を用いることにより、素子数を低減させ得る。Further, generally, there is a frequency characteristic between the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4, and this frequency characteristic affects the operation of the above-mentioned control system (optical / electrical negative feedback loop 6) and the above-mentioned timing setting. If the frequency characteristics are not good, there is no problem. However, if the frequency characteristics are not good, if the above-mentioned timing is constant, the semiconductor laser 3 and the light receiving element 4 are connected to each other. It is necessary to add a circuit for compensating the frequency characteristic or set the above-mentioned timing to be sufficiently delayed. However, if such timing is set sufficiently late, the initialization time will be prolonged accordingly. However, if a frequency characteristic compensation circuit is added, the number of elements will increase, which is not preferable in any case. In this respect, unlike the present embodiment, by configuring the timing generation unit 47 using the oscillation circuit 81, it is not necessary to provide a circuit for compensating the frequency characteristic only by changing the capacitance of the capacitor C 1 . In addition, since the entire initialization time does not become long, it is possible to perform efficient initialization while reducing the number of elements. Further, when a timing signal is generated using such an oscillation circuit 81, a flip-flop is normally used, but by using a latch circuit 82 in which a required number of stages of latch circuits 88 are combined as in the present embodiment. The number of elements can be reduced.
【0082】次に、これらのタイミング信号により制御
されるイニシャライズ時の概略動作を図20のタイムチ
ャート、図21に示す微分量子効率検出部46の回路構
成例を参照して説明する。まず、半導体レーザ3の光出
力を、タイミングTSに強制的なオフ状態より所望の最
大発光状態とする。この最大発光値は、発光指令電流生
成部42において既に設定されているものとする。そし
て、タイミングT0に入力データを全て0としてオフセ
ット発光状態とし、この状態をタイミングT5まで維持
した後、タイミングT5以降を本来の入力データを受け
付ける通常動作状態とする。光・電気負帰還ループ6を
動作させるためには、半導体レーザ3の光出力を完全に
オフにはさせず、わずかに光らせるオフセット発光が必
要である。従って、実際には、半導体レーザ3の光出力
は、設定した最大発光とオフセット発光との間で光・電
気負帰還ループ6により制御される。Next, the schematic operation at the time of initialization controlled by these timing signals will be described with reference to the time chart of FIG. 20 and the circuit configuration example of the differential quantum efficiency detection unit 46 shown in FIG. First, the optical output of the semiconductor laser 3 is set to a desired maximum light emission state from the forced off state at the timing TS. It is assumed that this maximum light emission value has already been set in the light emission command current generation unit 42. Then, at timing T0, all the input data are set to 0, and the offset light emission state is maintained. After this state is maintained until timing T5, the normal operation state for receiving the original input data is set after timing T5. In order to operate the optical / electrical negative feedback loop 6, it is necessary to perform offset light emission in which the optical output of the semiconductor laser 3 is not turned off completely but slightly emitted. Therefore, in practice, the optical output of the semiconductor laser 3 is controlled by the optical / electrical negative feedback loop 6 between the set maximum emission and the offset emission.
【0083】半導体レーザ3の光出力は、イニシャライ
ズ時、即ち、電源投入時やリセット解除時において、必
ず、図20に示すようなシーケンス動作を実行すること
により微分量子効率をその度に検出し、適切な加算電流
値を設定する。The optical output of the semiconductor laser 3 always detects the differential quantum efficiency by executing the sequence operation as shown in FIG. Set an appropriate added current value.
【0084】図20中に示すような最大発光とオフセッ
ト発光との差分、即ち、動作電流Iop−発振閾値電流I
thが微分量子効率であるので、微分量子効率検出部46
中のサンプルホールド回路83においてこの差分を検出
する。概略的には、この差分は、最大発光時とオフセッ
ト発光時との間における、抵抗Re (図16参照)の端
子間電位の差に相当する。電流駆動部44なる高速電圧
シフト部45が動作していない状態においては、この差
分は、誤差増幅器43のトランジスタQ12(図10参
照)の2つのケースにおけるエミッタ電位の差に依存す
る。そこで、最大発光時のこのトランジスタQ12のエミ
ッタ電位をサンプルホールドし、タイミングT0におい
ては0であった高速電圧シフト部45の電位シフト量を
加算電流設定部49により徐々に変化させて、前記差分
を、高速電圧シフト部45における抵抗R2 (図10参
照)の電位変化とすることにより微分量子効率を検出す
る。The difference between the maximum light emission and the offset light emission as shown in FIG. 20, that is, operating current Iop-oscillation threshold current I
Since th is the differential quantum efficiency, the differential quantum efficiency detection unit 46
The sample hold circuit 83 in the inside detects this difference. Schematically, this difference corresponds to the difference in terminal potential of the resistor Re (see FIG. 16) between the maximum light emission and the offset light emission. This difference depends on the difference in the emitter potentials of the transistor Q 12 (see FIG. 10) of the error amplifier 43 in the two cases when the high-speed voltage shift unit 45, which is the current driver 44, is not operating. Therefore, the emitter potential of the transistor Q 12 at the time of maximum light emission is sampled and held, and the potential shift amount of the high-speed voltage shift unit 45, which was 0 at the timing T0, is gradually changed by the addition current setting unit 49 to obtain the difference. Is the potential change of the resistor R 2 (see FIG. 10) in the high-speed voltage shift unit 45, and the differential quantum efficiency is detected.
【0085】詳細には、図21に示すようにトランジス
タQ12のエミッタ電位、即ち、VCOMP 端子はトランジス
タQ42のエミッタフォロワ91を介してトランジスタQ
43のベース電位となる。このトランジスタQ43のベース
電位はトランジスタQ45等で構成される電流源92の電
流が流れている間は、トランジスタQ41,Q46,Q47,
Q48等で構成されるボルテージフォロワ53によりトラ
ンジスタQ44のベース電位と同電位となる。タイミング
T0で電流源92の電流をオフさせると、トランジスタ
Q43のベース電位の変化はVCOMP 端子の電位変化をその
まま示す。しかし、トランジスタQ44のベース電位はコ
ンデンサC2 の容量が大きいほど変化せず、タイミング
T0におけるトランジスタQ43のベース電位、つまり、
最大発光時のトランジスタQ12のエミッタ電位をサンプ
ルホールドすることが可能となる。図20中の下部にこ
れらのトランジスタQ43,Q44によりサンプルホールド
される概略波形を示す。Specifically, as shown in FIG. 21, the emitter potential of the transistor Q 12 , that is, the VCOMP terminal is connected to the transistor Q 42 via the emitter follower 91 of the transistor Q 42.
It becomes the base potential of 43 . The base potential of the transistor Q 43 is maintained by the transistors Q 41 , Q 46 , Q 47 , while the current of the current source 92 including the transistor Q 45 is flowing.
By the voltage follower 53 composed of Q 48 and the like, the potential becomes the same as the base potential of the transistor Q 44 . When the current of the current source 92 is turned off at the timing T0, the change of the base potential of the transistor Q 43 shows the change of the potential of the VCOMP terminal as it is. However, the base potential of the transistor Q 44 does not change as the capacitance of the capacitor C 2 increases, and the base potential of the transistor Q 43 at the timing T0, that is,
It is possible to sample and hold the emitter potential of the transistor Q 12 at the time of maximum light emission. The lower part of FIG. 20 shows a schematic waveform sampled and held by these transistors Q 43 and Q 44 .
【0086】サンプルホールドされたこれらのトランジ
スタQ43,Q44のベース電位をトランジスタQ49,Q50
等による比較器84に入力してその大小を比較する。こ
の比較結果をタイミング信号T1〜T5に同期してメモ
リ部48にて保持する。従って、このメモリ部48は、
特に構成例を図示しないが、比較器84の比較出力をタ
イミング信号T1〜T5に同期して保持し得る機能を有
していればよい。例えば、メモリ部48はタイミング生
成部47で用いたような5段のラッチ回路で構成し、比
較器84の比較においてトランジスタQ43側のベース電
位がトランジスタQ44側のベース電位よりも高い場合に
Lレベルを出力するように構成すればよい。The base potentials of these sample-held transistors Q 43 and Q 44 are transferred to the transistors Q 49 and Q 50.
It is input to the comparator 84, etc., and the magnitude is compared. The comparison result is held in the memory unit 48 in synchronization with the timing signals T1 to T5. Therefore, this memory unit 48 is
Although a configuration example is not shown in particular, it suffices to have a function of holding the comparison output of the comparator 84 in synchronization with the timing signals T1 to T5. For example, the memory unit 48 is configured by a 5-stage latch circuit as used in the timing generation unit 47, and when the base potential on the transistor Q 43 side is higher than the base potential on the transistor Q 44 side in the comparison by the comparator 84. It may be configured to output the L level.
【0087】加算電流設定部49は、2段の差動スイッ
チで構成される5個のスイッチと、これらのスイッチ部
の電流源に電流を供給するカレントミラー回路と、各ス
イッチ部の出力を加算して電流駆動部(高速電圧シフト
部45)の出力とするカレントミラー回路とにより構成
されている。ここに、5個のスイッチ部により基本的に
5ビットのD/A変換器85が構成され、これらのスイ
ッチ部の電流源は、最小ビット電流をI1とすると、次
のビットのスイッチ部では2*I1、さらに上位ビット
のスイッチ部毎に4*I1,8*I1,16*I1とな
るように設定されている。これにより、スイッチ部全体
の出力電流としては最大31*I1となる。この時に、
電流駆動部(高速電圧シフト部45)において設定され
る最大電流(最大電圧)が、前述した(動作電流Iop)
−(発振閾値電流Ith)の最大値よりも大きくなるよう
に設定する。The addition current setting section 49 adds five switches composed of two stages of differential switches, a current mirror circuit for supplying current to the current sources of these switch sections, and outputs of each switch section. And a current mirror circuit which outputs the current from the current driver (high-speed voltage shifter 45). Here, a 5-bit D / A converter 85 is basically composed of five switch sections, and the current sources of these switch sections have a minimum bit current of I1, and a switch section of the next bit has a 2-bit value. * I1, and 4 * I1, 8 * I1, and 16 * I1 are set for each switch part of the higher bits. As a result, the maximum output current of the entire switch unit is 31 * I1. At this time,
The maximum current (maximum voltage) set in the current driver (high-speed voltage shifter 45) is the above-mentioned (operating current Iop).
It is set to be larger than the maximum value of- (oscillation threshold current Ith).
【0088】ここで、タイミングT0に、図20に示す
ように半導体レーザ3の光出力を最大発光状態よりオフ
セット発光状態とすると同時にスイッチ部の最上位ビッ
トの電流を強制的に出力する。この状態では、最大発光
状態からオフセット状態となって最上位ビットのスイッ
チ部の電流を強制的に出力することにより電圧シフト部
の端子間電位にも電位変化を生ずるので、光・電気負帰
還ループ6なる制御系により半導体レーザ3の光出力が
オフセット発光状態となるように制御が働くので、これ
らの電位変化の差分を補うように変化する。これによ
り、VCOMP 端子の電位は変化する。このような変化分を
微分量子効率検出部46において検出する。そして、こ
の時点のVCOMP 端子の電位と最大発光状態時のVCOMP 端
子の電位とを比較する。比較の結果をメモリ部48に格
納する。メモリ部48ではこの結果をラッチし、加算電
流設定部49の最上位ビットのスイッチ部を再設定す
る。VCOMP 端子の電位が最大発光状態時におけるその電
位より大きいときは設定をオフし、逆に、VCOMP 端子の
電位が最大発光状態時におけるその電位より小さいとき
は設定をオンする。ここで、タイミングT0〜T1(T
1〜T2,…,T4〜T5も同様)は、この間に光・電
気負帰還ループ6なる制御系が十分収束する時間に設定
する必要がある。At timing T0, the light output of the semiconductor laser 3 is changed from the maximum light emission state to the offset light emission state as shown in FIG. 20, and at the same time, the current of the most significant bit of the switch section is forcibly output. In this state, the maximum light emission state is offset and the current of the switch section of the most significant bit is forcibly output, causing a potential change in the terminal potential of the voltage shift section. Since the control system 6 controls the optical output of the semiconductor laser 3 to be in the offset emission state, it changes so as to compensate for the difference between these potential changes. As a result, the potential of the VCOMP pin changes. The differential quantum efficiency detection unit 46 detects such a change. Then, the potential of the VCOMP terminal at this time is compared with the potential of the VCOMP terminal in the maximum light emitting state. The comparison result is stored in the memory unit 48. The memory section 48 latches this result and resets the switch section of the most significant bit of the addition current setting section 49. When the potential of the VCOMP pin is higher than that in the maximum light emission state, the setting is turned off. Conversely, when the potential of the VCOMP pin is lower than that in the maximum light emission state, the setting is turned on. Here, timings T0 to T1 (T
1 to T2, ..., T4 to T5 are also the same), it is necessary to set the time during which the control system of the optical / electrical negative feedback loop 6 sufficiently converges.
【0089】タイミングT1においてもタイミングT0
の場合と同様に、上位2ビット目を強制的に出力させ、
タイミングT2にてその結果を再設定する。ここに、タ
イミングT2において検出時のVCOMP 端子の電位と最大
発光状態時のVCOMP 端子の電位とを比較し、その比較結
果に応じてビットのスイッチ部の再設定のオン/オフを
決定する。本実施の形態では、微分量子効率を5ビット
分のD/Aの精度で検出しているので、5ビット分、同
様に繰り返して行う。この時のベース電位の変化の様子
を図示すると、図20中の下部に示すトランジスタQ44
のベース電位の場合と同様になる。この場合の図示例
は、下位ビットより順に 1,1,1,0,1 となった場合の波形を示している。Timing T0 also at timing T1
As in the case of, the upper 2nd bit is forcibly output,
The result is reset at timing T2. At timing T2, the potential of the VCOMP terminal at the time of detection is compared with the potential of the VCOMP terminal at the time of maximum light emission, and ON / OFF of the resetting of the bit switch portion is determined according to the comparison result. In the present embodiment, since the differential quantum efficiency is detected with the accuracy of D / A for 5 bits, the same is repeated for 5 bits. To illustrate how the change of the base potential at this time, the transistor Q 44 shown in the lower part of FIG. 20
It becomes similar to the case of the base potential of. The illustrated example in this case shows a waveform in the case of 1, 1, 1, 0, 1 in order from the lower bit.
【0090】本実施の形態では、微分量子効率検出部4
6及び加算電流設定部49の検出精度を5ビットとして
いるが、さらにビット数を増やして検出精度を上げれ
ば、図10(b)に示す光出力波形において、PS 分の
光出力分が所望の光出力となり、光・電気負帰還ループ
6なる制御系による光出力の制御分が少なくなり、光出
力波形がより理想的な方形波に近付く。In the present embodiment, the differential quantum efficiency detection unit 4
6 and although the detection accuracy of the added current setting unit 49 and 5 bits, by raising the detection accuracy further increasing the number of bits, in the optical output waveform shown in FIG. 10 (b), P S content of the light output amount of the desired The optical output is controlled by the control system of the optical / electrical negative feedback loop 6, and the optical output waveform approaches a more ideal square wave.
【0091】次に、図22にバイポーラトランジスタを
用いた電源部101の回路構成例を示す。においては、
トランジスタQ51,Q52、抵抗R21,R22,R23等で構
成される回路においてバンドギャップリファレンスを形
成し、 V=(Q53のエミッタ電位)−Vbe Vbe;トランジスタのベース・エミッタ間電圧 が温度によりなるべく変化しないようにトランジスタの
エミッタ面積や抵抗値を決定する。その結果、トランジ
スタQ54,Q55,Q56の各々のエミッタ電位が温度特性
を持たない安定電位となる。図22に示す回路構成の場
合、トランジスタQ54のエミッタに抵抗R24を接続する
ことにより流れる電流をカレントミラー回路102で折
り返すことにより得ている。これにより、集積回路20
内で用いる電流源が生成される。つまり、集積回路32
中、スタートアップ部50中等におけるVBBP端子をベー
ス電位とするPNPトランジスタを流れる電流は全て定
電流源となり、同様に、VBBN端子をベース電位とするN
PNトランジスタを流れる電流は全て定電流源となる。
各々のトランジスタのエミッタに接続される抵抗により
その電流値が決定される。Next, FIG. 22 shows a circuit configuration example of the power supply unit 101 using bipolar transistors. In
A bandgap reference is formed in a circuit composed of transistors Q 51 and Q 52 and resistors R 21 , R 22 and R 23 , and V = (emitter potential of Q 53 ) −V be V be ; The emitter area and resistance of the transistor are determined so that the inter-voltage does not change as much as possible with temperature. As a result, the emitter potential of each of the transistors Q 54 , Q 55 , Q 56 becomes a stable potential having no temperature characteristic. In the case of the circuit configuration shown in FIG. 22, the current flowing by connecting the resistor R 24 to the emitter of the transistor Q 54 is returned by the current mirror circuit 102. Thereby, the integrated circuit 20
An internal current source is generated. That is, the integrated circuit 32
The current flowing through the PNP transistor having the VBBP terminal as the base potential in the start-up unit 50 and the like all becomes a constant current source, and similarly, N having the VBBN terminal as the base potential is used.
All the current flowing through the PN transistor becomes a constant current source.
The current value is determined by the resistance connected to the emitter of each transistor.
【0092】また、スタートアップ部50について説明
する。このスタートアップ部50は、電源投入時に電源
電圧Vccがまだ所定の値に達するまでの期間に、半導体
レーザ3に過大電流が流れることにより発生する半導体
レーザ3の劣化や破損から保護する役目を担う。また、
スタートアップ部50は前記タイミング生成部47にお
いて必要なイニシャライズ開始信号の生成を行う役目を
担う。このスタートアップ部50は図23に示すように
第1のスタートアップ部50aと第2のスタートアップ
部50bとにより構成されている。The startup section 50 will be described. The start-up unit 50 plays a role of protecting the semiconductor laser 3 from deterioration or damage caused by an excessive current flowing through the semiconductor laser 3 during a period until the power supply voltage Vcc reaches a predetermined value when the power is turned on. .. Also,
The startup unit 50 plays a role of generating a necessary initialization start signal in the timing generation unit 47. The startup unit 50 is composed of a first startup unit 50a and a second startup unit 50b as shown in FIG.
【0093】まず、第1のスタートアップ部50aで
は、トランジスタQ61,Q62で構成される差動スイッチ
111において、電源電圧Vccが0Vより或る設定電位
まではトランジスタQ62がオンしており、電源電圧Vcc
が或る設定電位を超えて所定の電位となる範囲ではトラ
ンジスタQ61がオンするように抵抗R31〜R37等を設定
する。この場合、或る設定電位は、なるべく電源電圧V
ccの所定の電位に近い電位に設定される。例えば、電源
電圧の所定の電位が5.0Vの場合において、或る設定
電位が2〜3V程度に設定した場合にはまだ回路全体が
所望の動作をしているとはいえないが、4.5V程度に
設定すればほぼ回路全体が所望の動作をしていると考え
てよい。そこで、上記のケースでは4.5Vに設定され
ている。このように電源電圧が或る設定電圧に達してか
ら所望の動作を開始するので、より安全に半導体レーザ
3の保護とイニシャライズ開始信号の生成とを行うこと
ができる。First, in the first startup section 50a, in the differential switch 111 composed of the transistors Q 61 and Q 62 , the transistor Q 62 is turned on from the power source voltage V cc to a certain set potential. , Power supply voltage V cc
The resistors R 31 to R 37 are set so that the transistor Q 61 is turned on in a range in which a certain potential exceeds a certain set potential. In this case, a certain set potential is the power supply voltage V as much as possible.
It is set to a potential close to the predetermined potential of cc . For example, when the predetermined potential of the power supply voltage is 5.0 V and the certain set potential is set to about 2 to 3 V, it cannot be said that the entire circuit is operating as desired, but 4. It can be considered that if the voltage is set to about 5 V, almost the entire circuit operates as desired. Therefore, in the above case, it is set to 4.5V. Since the desired operation is started after the power supply voltage reaches a certain set voltage in this manner, the semiconductor laser 3 can be protected and the initialization start signal can be generated more safely.
【0094】詳細には、図23に示すように、トランジ
スタQ62のベース電位はトランジスタQ63のコレクタ電
位をエミッタフォロワ112を介して電圧シフトしてい
るだけである。よって、トランジスタQ62のベース電位
はトランジスタQ63のコレクタ電位により決定される。
同様にトランジスタQ61のベース電位はトランジスタQ
64がオフしている限りトランジスタQ65のコレクタ電位
により決定される。トランジスタQ63のコレクタ電位
は、トランジスタQ66と抵抗R33と電源電圧とより決定
される。トランジスタQ66と抵抗R33とで構成される電
流源の電流をI1、電源電圧をVccとすると、トランジ
スタQ63のコレクタ電位Vq63cは、 Vq63c=Vcc−I1 *R31 となる。ここで、電流I1 はVBBN端子から供給される電
圧をベース電位とする定電流源であるので、I1 *R31
は一定電位となる。本来、電源部101も電源電圧より
駆動されるので、電源電圧が0Vであれば電流I1 も0
Aとなる。しかし、或る設定電位はなるべく電源電圧の
所定の電位に近い電位に設定されるので、このトランジ
スタQ61,Q62で構成される差動スイッチ111がスイ
ッチングする状態(時間)においては、十分、電源部1
01は機能しており、電流I1 も定電流になっているも
のとする。すると、Vq63cは電源電圧Vccに従い変化す
る。Specifically, as shown in FIG. 23, the base potential of the transistor Q 62 is simply the voltage of the collector potential of the transistor Q 63 shifted through the emitter follower 112. Therefore, the base potential of the transistor Q 62 is determined by the collector potential of the transistor Q 63 .
Similarly, the base potential of the transistor Q 61 is
As long as 64 is off, it is determined by the collector potential of transistor Q 65 . The collector potential of the transistor Q 63 is determined by the transistor Q 66 , the resistor R 33 and the power supply voltage. Assuming that the current of the current source composed of the transistor Q 66 and the resistor R 33 is I 1 and the power supply voltage is V cc , the collector potential V q63c of the transistor Q 63 is V q63c = V cc −I 1 * R 31 Become. Here, since the current I 1 is a constant current source whose base potential is the voltage supplied from the VBBN terminal, I 1 * R 31
Is a constant potential. Originally, the power supply unit 101 is also driven by the power supply voltage, so if the power supply voltage is 0 V, the current I 1 is also 0.
A. However, since a certain set potential is set to a potential as close as possible to the predetermined potential of the power supply voltage, in a state (time) in which the differential switch 111 constituted by the transistors Q 61 and Q 62 is switching, Power supply 1
01 is functioning, and the current I 1 is also a constant current. Then, Vq63c changes according to the power supply voltage Vcc .
【0095】トランジスタQ65のコレクタ電位V
q65cは、上式と同様に、トランジスタQ67と抵抗R34と
で構成される電流源の電流をI2 とすると、 Vq65c=Vcc−I2 *R32 となる。ここで、抵抗R34,R35が等しい抵抗値を有す
るものとして抵抗R36を流れる電流を考えると、 Vcc=(I2 +I3 )*R36+Vbe+I2*R35 となる。ここで、電流I3 はトランジスタQ68と抵抗R
37とで構成される定電流源の電流値、Vbeはトランジス
タのベース・エミッタ間電圧である。Collector potential V of transistor Q 65
Q65c, like the above equation, the current source of the current composed of the transistors Q 67 and the resistor R 34 When I 2, the V q65c = V cc -I 2 * R 32. Here, considering the current flowing through the resistor R 36 assuming that the resistors R 34 and R 35 have the same resistance value, V cc = (I 2 + I 3 ) * R 36 + V be + I 2 * R 35 . Here, the current I 3 is due to the transistor Q 68 and the resistor R.
The current value of the constant current source composed of 37 and V be is the base-emitter voltage of the transistor.
【0096】上式より、 Vq65c=I3*R36+Vbe+I2*(R36+R35−R32) となる。ここで、I3*R36 は電流I1 と同様に一定電
位となり、Vbeもほぼ一定電位となるので、 R36+R35=R32 であれば、トランジスタQ65のコレクタ電位Vq65cは電
源電圧に依存しない一定電位にすることができる。つま
り、トランジスタQ65のコレクタ電位Vq65cは一定電位
であり、トランジスタQ63のコレクタ電位Vq63cは電源
電圧Vccに従い変化する。そこで、双方の電位を適当に
設定することにより、電源投入時に電源電圧の変化に応
じてトランジスタQ61,Q62で構成される差動スイッチ
111を適当なタイミングでスイッチングさせることが
可能となる。その結果、電源電圧Vccが0Vから或る設
定電位に達するまでは、トランジスタQ62がオンしてい
る。この状態では、トランジスタQ62を流れるコレクタ
電流はカレントミラー回路113により反転され、トラ
ンジスタQ69,Q70がオンとなる。これにより、TDSTAR
T端子 とTD端子との電位を強制的にほぼVccと同電位に
する。具体的制御としては、受光素子4のPD端子の電
位を強制的にHレベルとすることにより誤差増幅器23
の出力が強制的なLレベルとされる。このようにして半
導体レーザ3の順方向電流が流れないように抑制するこ
とで半導体レーザ3の保護を行う。また、同時に、後述
するように、TDSTART端子 の電位を強制的にHレベルと
することで、タイミング生成部47における発振回路を
強制的に発振しないように抑制する。そして、電源電圧
Vccが或る設定電位以上になる、つまり、トランジスタ
Q61がオン状態に変化すると、半導体レーザ3の保護を
解除して通常動作状態とし、かつ、前記タイミング生成
部47における発振回路の発振抑制を解除することによ
り発振開始信号とする。同時に、前記タイミング生成部
47の電流源を生成するVPTDSTART端子電位 を出力す
る。From the above equation, V q65c = I 3 * R 36 + V be + I 2 * (R 36 + R 35 −R 32 ). Here, since I 3 * R 36 has a constant potential similarly to the current I 1 and V be also has a substantially constant potential, if R 36 + R 35 = R 32 , the collector potential V q65c of the transistor Q 65 is equal to the power supply. A constant potential independent of voltage can be obtained. That is, the collector potential V q65c of the transistor Q 65 is constant, and the collector potential V q63c of the transistor Q 63 changes according to the power supply voltage V cc . Therefore, by appropriately setting both potentials, it is possible to switch the differential switch 111 constituted by the transistors Q 61 and Q 62 at appropriate timing according to the change in the power supply voltage when the power is turned on. As a result, the transistor Q 62 is on until the power supply voltage V cc reaches a certain set potential from 0V. In this state, the collector current flowing through the transistor Q 62 is inverted by the current mirror circuit 113, and the transistors Q 69 and Q 70 are turned on. This allows TDSTAR
The potentials of the T and TD terminals are forced to be approximately the same as Vcc . Specifically, the error amplifier 23 is controlled by forcibly setting the potential of the PD terminal of the light receiving element 4 to the H level.
Is forced to the L level. In this way, the semiconductor laser 3 is protected by suppressing the forward current of the semiconductor laser 3 from flowing. At the same time, as described later, the potential of the TDSTART terminal is forcibly set to the H level to suppress the oscillation circuit in the timing generation unit 47 from being forcibly oscillated. Then, when the power supply voltage V cc exceeds a certain set potential, that is, when the transistor Q 61 changes to the ON state, the protection of the semiconductor laser 3 is released and the semiconductor laser 3 is brought into the normal operation state, and the oscillation in the timing generation section 47 is performed. The oscillation start signal is generated by canceling the oscillation suppression of the circuit. At the same time, the VPTDSTART terminal potential for generating the current source of the timing generator 47 is output.
【0097】なお、本実施の形態では、発光指令信号生
成部42を2つのD/A変換器を発光指令信号生成部第
1,2構成部42a,42bとして並列接続することに
より構成したが、図24に例示するように、2つのD/
A変換器を共通化させて1つの回路として発光指令信号
生成部42として構成するようにしてもよい。これによ
れば、同じ機能を果たす部分が共通化されているので、
回路を構成する素子数を低減させることができる。In the present embodiment, the light emission command signal generation unit 42 is configured by connecting two D / A converters in parallel as the light emission command signal generation unit first and second constituent units 42a and 42b. As illustrated in FIG. 24, two D /
The A converter may be made common and configured as the light emission command signal generation unit 42 as one circuit. According to this, the parts that perform the same function are shared,
The number of elements constituting a circuit can be reduced.
【0098】次に、図25に半導体レーザ劣化検出部1
21のバイポーラトランジスタによる構成例を示す。半
導体レーザ3が劣化する場合に多少の劣化であれば、光
・電気負帰還ループ6と電流駆動部44の電流設定にお
いてその値を検出することで設定し得るが、大幅に劣化
し、駆動部に大電流が流れてしまう場合には、集積回路
32の保護のために劣化検出部が必要である。半導体レ
ーザ劣化検出部121はこのために設けられている。こ
の回路の動作としては、半導体レーザ3につながるLD
端子の電位VLDを常に監視し、ある比較電位を超えたら
エラー端子LDERR端子 よりエラー信号を外部に出力す
る。図示例の回路では、差動アンプ122はトランジス
タQ57,Q58により構成されている。トランジスタQ59
に与えられる比較電位は図22により説明した電源部1
01より生成される。トランジスタQ58に与えられるL
D端子の電位VLDがこの電位を超えるとトランジスタQ
58がオンとなり、LDERR端子 よりトランジスタQ59のコ
レクタに電流が流れる。ここに、オープンコレクタが構
成されている。Next, FIG. 25 shows a semiconductor laser deterioration detecting section 1
21 shows a configuration example of the bipolar transistor 21. If the semiconductor laser 3 deteriorates to some extent, it can be set by detecting the values in the current setting of the optical / electrical negative feedback loop 6 and the current driver 44. In the case where a large current flows through the device, a deterioration detection unit is necessary to protect the integrated circuit 32. The semiconductor laser deterioration detector 121 is provided for this purpose. The operation of this circuit is as follows: LD connected to the semiconductor laser 3
The potential VLD of the terminal is constantly monitored, and when a certain comparison potential is exceeded, an error signal is output from the error terminal LDERR terminal to the outside. In the circuit of the illustrated example, the differential amplifier 122 is composed of transistors Q 57 and Q 58 . Transistor Q 59
The comparison potential applied to the power supply unit 1 is described with reference to FIG.
It is generated from 01. L given to transistor Q 58
When the potential VLD of the D terminal exceeds this potential, the transistor Q
58 turns on and current flows from the LDERR pin to the collector of transistor Q 59 . An open collector is configured here.
【0099】これにより、半導体レーザ3が劣化したり
故障した場合には、半導体レーザ3が過剰な光出力を出
し、LD端子の電位VLDが過剰に上昇することで、半導
体レーザ劣化検出部121によって未然に検出してエラ
ー信号を出力させることができるので、そのままの状態
で使用が継続されることがなく、危険防止を図ることが
できる。As a result, when the semiconductor laser 3 deteriorates or fails, the semiconductor laser 3 emits an excessive light output, and the potential VLD of the LD terminal rises excessively. Since it is possible to detect the error and output the error signal in advance, it is possible to prevent the danger from being continued without being used as it is.
【0100】続いて、本発明の第三の実施の形態を図2
6ないし図34に基づいて説明する。本実施の形態は、
特にデータ変換部61、パルス幅変調部62の具体的構
成例を明らかにするものである。前述した第一の実施の
形態におけるデータ変換部16やパルス幅変調部17に
よる論理演算に関して、パルスPWonはパルスPWdaよ
り常に最小パルス分だけ短いパルスである、という相関
関係を有しているので、変調データの一部を共通化でき
る。即ち、Dni=Dni′,Dmj=Dmj′とする。よっ
て、例えば図7において論理部22,24を省略でき、
データ変換部16の素子数を減らし、パルス幅変調部1
7に対するデータ線の本数を減らすこともできる。Next, FIG. 2 shows a third embodiment of the present invention.
6 to 34, a description will be given. In this embodiment,
In particular, the specific configuration examples of the data conversion unit 61 and the pulse width modulation unit 62 will be clarified. Regarding the logical operation by the data conversion unit 16 and the pulse width modulation unit 17 in the above-described first embodiment, there is a correlation that the pulse PW on is always shorter than the pulse PW da by the minimum pulse. Therefore, a part of the modulation data can be shared. That is, D ni = D ni ′ and D mj = D mj ′. Therefore, for example, the logic units 22 and 24 can be omitted in FIG.
The number of elements of the data conversion unit 16 is reduced and the pulse width modulation unit 1
The number of data lines for 7 can be reduced.
【0101】即ち、以下の論理式に示すようにすればよ
い。That is, the following logical expression may be used.
【0102】[0102]
【数3】 (Equation 3)
【0103】さらには、通常、入力するデータ列を画像
データNビットのデータ列とすると、出力できる階調数
は最大2^Nであり、0/2^N〜2^N/2^Nなる
2^N+1個の出力ステートのうち、1つ或いは数個が
欠落している。また、入力データ列としてさらに位置制
御信号1ビットを加えると左寄せ波形、右寄せ波形各々
のモードで2^N値階調出力となるが、何れのモードと
も、出力ステートのうち、1つが欠落している。そのた
め、完全に2^N+1個の階調を得るためには画像デー
タとしてN+1ビットと位置制御信号1ビットとが必要
となる。しかし、フルオフ(0/2^N)及びフルオン
(2^N/2^N)は左寄せ波形、右寄せ波形の何れで
も同一波形であるので、フルオフ、フルオン及び各々左
寄せ波形、右寄せ波形の中間値1/2^N〜(2^N−
1)/2^N(2×(2^N−1))個の計2^(N+
1)個のステートを出力するようにすれば、N+1ビッ
トのデータ列からでも位置制御まで含めた2^N+1値
階調出力となる。Further, normally, when the input data string is an image data N-bit data string, the maximum number of gradations that can be output is 2 ^ N, which is 0/2 ^ N to 2 ^ N / 2 ^ N. Of the 2 ^ N + 1 output states, one or several are missing. Further, when one bit of the position control signal is further added as an input data sequence, 2 モ ー ド N-value gradation output is performed in each mode of the left-justified waveform and the right-justified waveform, but in each mode, one of the output states is missing. I have. Therefore, in order to completely obtain 2 ^ N + 1 gradations, N + 1 bits and 1 bit of the position control signal are required as image data. However, since the full-off (0/2 @ N) and full-on (2 @ N / 2 @ N) waveforms are the same in both the left-justified waveform and the right-justified waveform, the full-off, full-on and intermediate values of the left-justified waveform and the right-justified waveform, respectively, are 1 / 2 @ N- (2 @ N-
1) / 2 ^ N (2 × (2 ^ N−1)) pieces in total 2 ^ (N +
If 1) states are output, 2 ^ N + 1-valued gradation output including the position control even from the N + 1-bit data string is obtained.
【0104】例えば、データ列を4ビットとし、1ドッ
ト当たり9値階調(0/8〜8/8の9値であり、0/
8(常にオフ)、8/8(常にオン)、各々左寄せ又は
右寄せ波形の1/8〜7/8の計16のステートを持
つ)を持たせればよい。入力する画像データをこのよう
なデータ列とすれば、1ビット少ないデータ列で同じ階
調数が得られる。よって、入力データ転送レートを低減
でき、入力端子数も低減できる。さらには、データ変換
部21の前段に通常用いられるバッファメモリも低減さ
せることができる。逆にいえば、入力データ線数が決ま
っている場合には、このようなデータ列とすることによ
り、階調数を増加させることができる。特に、1ドット
当たりのデータのビット数が少ないときには効果的とな
る。For example, assuming that the data string is 4 bits, 9-value gradation per dot (9 values from 0/8 to 8/8, 0/0
8 (always off), 8/8 (always on), each having a total of 16 states of 1/8 to 7/8 of the left-aligned or right-aligned waveform). If the input image data is such a data string, the same gradation number can be obtained with a data string having one bit less. Therefore, the input data transfer rate can be reduced, and the number of input terminals can be reduced. Further, the buffer memory usually used in the preceding stage of the data conversion unit 21 can be reduced. Conversely, when the number of input data lines is determined, the number of gradations can be increased by forming such a data string. This is particularly effective when the number of data bits per dot is small.
【0105】具体的に、書込みクロック周波数を2倍に
する場合、上位4ビット、下位4ビットで各々1ドット
当たりドット位置制御を含めた9値階調とするデータ列
とすれば、書込みクロック周波数を2倍にした場合にお
いて入力データ線数を増やすことなく階調数を増加させ
て、高品位な画像を得ることができる。Specifically, when the write clock frequency is to be doubled, if the data string is a 9-value gradation including the dot position control per dot in each of the upper 4 bits and the lower 4 bits, the write clock frequency In the case of doubling, the number of gradations can be increased without increasing the number of input data lines and a high-quality image can be obtained.
【0106】即ち、(7)(8)(9)式のようにすればよ
い。なお、(7)式でXn ,Xn′ ,Xm ,Xm′ は(5)
式に従う。また、強度変調データDpkはM=0のとき、
Dp4のみHレベルとし他は全てLレベルとする。That is, equations (7), (8) and (9) may be used. In the equation (7), X n , X n ′, X m and X m ′ are (5)
Follow the formula. Further, when the intensity modulation data D pk is M = 0,
Only D p4 is set to H level, and all others are set to L level.
【0107】[0107]
【数4】 (Equation 4)
【0108】さらに、パルス幅変調部17に関して、強
制消灯指令信号SW1や強制発光指令信号SW2を加味した
場合には、(7)式に代えて(10)式のような論理式を用い
ることにより、入力した画像データに拘らず、半導体レ
ーザ3を強制的に消灯或いは発光させることができる。
ただし、強制消灯指令信号SW1や強制発光指令信号SW2
が同時にHレベルになることはないものとする。Further, regarding the pulse width modulation section 17, when the forced light-off command signal S W1 and the forced light emission command signal S W2 are taken into consideration, a logical formula such as formula (10) is used instead of formula (7). As a result, the semiconductor laser 3 can be forcibly turned off or emitted regardless of the input image data.
However, the forced off command signal S W1 and the forced light emission command signal S W2
Will never be at H level at the same time.
【0109】[0109]
【数5】 (Equation 5)
【0110】図20に、(10)(5)(8)式の論理記述に従
ってパルス幅変調を行うように構成されたデータ変換部
61、パルス幅変調部62及びスイッチ部131のブロ
ック構成例を示す。まず、データ変換部61には入力さ
れた画像データD0 〜D7 、位置制御データP及び周波
数選択信号Mに基づき(8)式の論理を行いパルス幅変調
データに変換する2つの論理部142,143が設けら
れている。これらの論理部142,143の出力側には
変換されたパルス幅変調データを一時的に保持する手
段、例えば、ラッチ回路144,145が設けられてい
る。これらのラッチ回路144,145にはパルス生成
発振器63からの出力に基づきゲート信号を生成するゲ
ート信号生成回路146が接続されている。FIG. 20 shows a block configuration example of the data conversion section 61, the pulse width modulation section 62 and the switch section 131 which are configured to perform pulse width modulation according to the logical description of equations (10), (5) and (8). Show. First, in the data conversion unit 61, two logic units 142 that perform the logic of equation (8) based on the input image data D 0 to D 7 , the position control data P, and the frequency selection signal M to convert into pulse width modulation data 142. , 143 are provided. Means for temporarily holding the converted pulse width modulation data, for example, latch circuits 144 and 145 are provided on the output side of the logic units 142 and 143. A gate signal generation circuit 146 that generates a gate signal based on the output from the pulse generation oscillator 63 is connected to these latch circuits 144 and 145.
【0111】さらに、パルス幅変調部62にはマルチプ
レクサ147〜150が設けられている。最初のマルチ
プレクサ147は位相差の異なるパルスX0 〜X7 のう
ちの4つ(Xi )を入力とし、セレクト信号であるパル
ス幅変調信号Dn1〜Dn4に従い入力信号Xi のうちの1
つの正転又は反転信号或いは常にHレベル又はLレベル
の信号を選択する機能を持つ。マルチプレクサ148〜
150についても同様である。さらに、これらのマルチ
プレクサ147〜150の後段にもマルチプレクサ15
1,152が設けられている。マルチプレクサ151は
マルチプレクサ147,148の出力であるXn ,
Xn′ の何れかをセレクト信号であるパルス幅変調信号
Dn5,Dn6に従い選択する。マルチプレクサ152につ
いても同様である。マルチプレクサ151,152の出
力とパルス生成発振器63による内部クロックとによ
り、(10)式の論理に従いパルスPWda,PWonを生成す
るANDゲート154a〜154d、ORゲート154
e,154fが設けられている。ORゲート154e,
154fの出力にはスイッチ部131を構成するマルチ
プレクサ155,156が介在されている。これらのマ
ルチプレクサ155,156は強制消灯指令信号SW1又
は強制発光指令信号SW2に従い、ORゲート154e,
154fからの出力をそのまま、或いは、常時Lレベル
又は常時Hレベルに切り換えて出力する機能を持つ。Further, the pulse width modulator 62 is provided with multiplexers 147 to 150. The first multiplexer 147 receives four (X i ) of the pulses X 0 to X 7 having different phase differences and outputs one of the input signals X i according to the pulse width modulation signals D n1 to D n4 which are select signals.
It has the function of selecting one of the normal or inverted signals or the signal of H level or L level at all times. Multiplexer 148-
The same applies to 150. Further, the multiplexer 15 is also provided at the subsequent stage of these multiplexers 147 to 150.
1, 152 are provided. The multiplexer 151 outputs X n output from the multiplexers 147 and 148,
Any one of X n ′ is selected according to the pulse width modulation signals D n5 and D n6 which are select signals. The same applies to the multiplexer 152. AND gates 154a to 154d and an OR gate 154 which generate the pulses PW da and PW on according to the logic of the equation (10) by the outputs of the multiplexers 151 and 152 and the internal clock of the pulse generation oscillator 63.
e, 154f are provided. OR gate 154e,
Multiplexers 155 and 156 forming the switch unit 131 are interposed at the output of 154f. These multiplexers 155 and 156 follow the OR gate 154e, the OR gate 154e and the forced light emission command signal S W1 or the forced light emission command signal S W2 .
It has a function of outputting the output from 154f as it is or by switching it to L level or H level at all times.
【0112】このようなデータ変換部61、パルス幅変
調部62及びスイッチ部131は、容易にバイポーラト
ランジスタ等により集積化することができる。例えば、
入力される画像データの保持や変調データの保持に用い
られるデータ保持手段の一例をなすラッチ回路134の
構成例を図27に示す。いま、入力するデータをD,/
D(差動入力)、保持したデータをQ,/Qとすると、 Q=DG+Q(/G) のように記述できる。つまり、ラッチゲート信号GがH
レベルの時、入力信号Dを出力し、ラッチゲート信号G
がLレベルの時、前のデータを保持する。このラッチゲ
ート信号Gは、パルス生成発振器63等により発生する
パルス或いはその組合せに基づきゲート信号生成回路1
46で容易に生成できる。例えば、図8に示したタイム
チャートを参照すれば、Xn を選択するための変調デー
タDn を保持するためのラッチゲート信号G1 は、G1
=X2・X4とすればよく、Xm を選択するための変調デ
ータDm を保持するためのラッチゲート信号G2 は、G
2=X6・X0とすればよい。The data conversion section 61, the pulse width modulation section 62 and the switch section 131 as described above can be easily integrated by a bipolar transistor or the like. For example,
FIG. 27 shows a configuration example of the latch circuit 134 which is an example of a data holding unit used to hold input image data and modulation data. The data to be input now is D, /
If D (differential input) and the held data are Q and / Q, then it can be described as follows: Q = DG + Q (/ G). That is, the latch gate signal G becomes H
When the signal is at the level, the input signal D is output and the latch gate signal G is output.
Is low, the previous data is held. The latch gate signal G is generated by the gate signal generation circuit 1 based on a pulse generated by the pulse generation oscillator 63 or the like or a combination thereof.
It can be easily generated at 46. For example, referring to the time chart shown in FIG. 8, the latch gate signal G 1 for holding the modulation data D n for selecting X n is G 1
= X 2 · X 4 , and the latch gate signal G 2 for holding the modulation data D m for selecting X m is G
2 = X 6 · X 0 .
【0113】また、図27に示すようなラッチ回路14
4を2個縦列接続し、後段のラッチゲート信号を前段の
ラッチ回路に対するラッチゲート信号を反転させた信
号、或いは、前段のラッチゲート信号がLレベルの期間
中の或る一定期間だけHレベルになる信号とすれば、フ
リップフロップ構成となる。データ保持手段をフリップ
フロップ構成とすれば、前段のラッチゲート信号の立下
り直前のデータが1クロックの間、ずっと保持されるの
で(ラッチ回路144のみでは、ゲートトリガ信号がH
レベルの間に変化すると出力も変化してしまう)、強度
変調データの保持手段としては適している。Further, the latch circuit 14 as shown in FIG.
A signal obtained by inverting two latch gate signals of the preceding stage is connected to the latch gate signal of the preceding stage, or the latch gate signal of the preceding stage is changed to the H level for a certain period during the period of the L level of the preceding latch gate signal. If the signal is If the data holding means has a flip-flop configuration, the data immediately before the fall of the latch gate signal of the preceding stage is held for one clock all the time (only with the latch circuit 144, the gate trigger signal becomes H level).
If it changes during the level, the output also changes), and it is suitable as a means for holding the intensity modulation data.
【0114】図28は、論理部142の一部をなし(8)
式のDn1に関する第1式をバイポーラトランジスタによ
り構成した論理回路157の例を示す。この論理回路1
57の出力を図27に示すようなラッチ回路144等に
より保持すればよい。FIG. 28 shows a part of the logic unit 142 (8).
An example of the logic circuit 157 in which the first equation relating to D n1 of the equation is constituted by a bipolar transistor is shown. This logic circuit 1
The output of 57 may be held by a latch circuit 144 or the like as shown in FIG.
【0115】もっとも、図29に示すように、パルス幅
変調データDn1の生成とその保持を同時に行う論理回路
158として構成することで、素子数を減らすこともで
きる。即ち、図29は(11)式の論理記述を実行するよう
に構成されている。However, as shown in FIG. 29, the number of elements can be reduced by configuring the logic circuit 158 for simultaneously generating and holding the pulse width modulation data D n1 . That is, FIG. 29 is configured to execute the logical description of the expression (11).
【0116】[0116]
【数6】 (Equation 6)
【0117】なお、図29中、G1 はラッチゲート信号
である。また、Vth1,Vth2は各々各論理レベルの閾値
電圧であり、D5 等の入力信号は、外部から入力される
データを、例えば、図30に示すようなレベルシフト回
路159を用いて内部レベルの信号に変換したものであ
る。これらは必要に応じて、エミッタフォロワ、ダイオ
ード、抵抗等により電圧シフトしている。In FIG. 29, G 1 is a latch gate signal. Further, V th1 and V th2 are threshold voltages of the respective logic levels, and the input signal such as D 5 is obtained by using the level shift circuit 159 shown in FIG. It is converted to a level signal. These are voltage-shifted by an emitter follower, a diode, a resistor, etc. as necessary.
【0118】また、周波数選択信号M,/Mは、外部か
らの周波数選択信号Mode から図31に示すような選択
信号生成回路160によって生成される。図31におい
て、ベースに基準電位VBBpが与えられたトランジスタ
Q1 と抵抗R1 とは電流I1を流す定電流源161を構
成している。トランジスタQ2 ,Q3 は差動スイッチ1
62を構成している。トランジスタQ2 のベースには抵
抗R2 ,R3 により周波数選択信号Mode を内部レベル
信号に変換されたものが印加され、トランジスタQ3 の
ベースにはトランジスタQ4 〜Q7 、抵抗R4 〜R6 に
より生成された閾値電圧が印加されている。いま、周波
数選択信号Mode がHレベルの時、トランジスタQ3 が
オンしてそのコレクタ電流は定電流源161による電流
I1 となり、選択信号Mの電位はI1・R1+V
BE(VBE:トランジスタのベース・エミッタ間電圧)と
なりオン状態となる。一方、トランジスタQ2 のコレク
タ電流はほぼ0であるので、選択信号/Mはオフとな
る。周波数選択信号Mode がLレベルの時にはその逆と
なる。これらの選択信号M,/Mをトランジスタ対と抵
抗とで構成された電流スイッチ(例えば、図29中の電
流スイッチ163)のベースに加えると、何れか一方の
トランジスタのコレクタに電流が流れる。The frequency selection signals M and / M are generated from a frequency selection signal Mode from the outside by a selection signal generation circuit 160 as shown in FIG. In FIG. 31, the transistor Q 1 whose base is supplied with the reference potential V BBp and the resistor R 1 constitute a constant current source 161 for flowing the current I 1 . Transistors Q 2 and Q 3 are differential switches 1
62 is configured. To the base of the transistor Q 2, a signal obtained by converting the frequency selection signal Mode into an internal level signal by the resistors R 2 and R 3 is applied, and the base of the transistor Q 3 includes the transistors Q 4 to Q 7 and the resistors R 4 to R 4. The threshold voltage generated by 6 is applied. Now, when the frequency selection signal Mode is at the H level, the transistor Q 3 is turned on and its collector current becomes the current I 1 by the constant current source 161, and the potential of the selection signal M is I 1 · R 1 + V.
BE (V BE : base-emitter voltage of the transistor) is turned on. On the other hand, the collector current of the transistor Q 2 is is substantially 0, the selection signal / M is turned off. The opposite is true when the frequency selection signal Mode is at the L level. When these selection signals M and / M are applied to the base of a current switch (for example, the current switch 163 in FIG. 29) composed of a transistor pair and a resistor, a current flows through the collector of either one of the transistors.
【0119】(8)式中の他の式に関しても、同様にし
て、バイポーラトランジスタで構成できる。さらには、
他の論理式についても同様にしてバイポーラトランジス
タで集積化構成することができる。例えば、前述した
(6)式の第1式の場合であれば、図29において電流ス
イッチ163の代わりに電流源を用い、その上段の回路
164部分を省けばよい。The other equations in the equation (8) can be similarly constructed by bipolar transistors. Furthermore,
The other logic formulas can be similarly integrated with bipolar transistors. For example,
In the case of the first expression of the expression (6), a current source may be used in place of the current switch 163 in FIG. 29, and the upper circuit 164 portion may be omitted.
【0120】強度変調データDPKを得るためにはラッチ
回路を縦列接続すればよい。図32は(9)式における第
1式のDp4を得るためのDp4生成部166の回路構成例
を示す。2つのラッチ回路167,168中の後段のラ
ッチ回路168にデータ保持と同時にデータ生成論理が
組み込まれている。前段のラッチ回路167は図27に
示した構成に関して正転出力のみを取り出すように構成
したもので、省素子化が図られている。図中、D4 は図
30のようなレベルシフト回路を介して内部レベル信号
に変換したものであり、Vth1 は閾値電圧である。M及
び/Mは前述したように図31の回路で生成でき、G1
及びG3 は各々のラッチゲート信号であり、G1 は前述
した通りであり、G3 はG3 =X0 とすればよい。ま
た、図32においてトランジスタQ10のコレクタを抵抗
R7 に接続するようにすれば(9)式におけるDp3〜Dp0
を生成できる。To obtain the intensity modulation data D PK , the latch circuits may be connected in cascade. FIG. 32 shows a circuit configuration example of the D p4 generation unit 166 for obtaining D p4 of the first equation in the equation (9). The data generation logic is incorporated into the latch circuit 168 in the latter stage of the two latch circuits 167 and 168 while holding the data. The latch circuit 167 in the previous stage is configured to take out only the non-inverted output with respect to the configuration shown in FIG. 27, and element saving is achieved. In the figure, D 4 is converted into an internal level signal through a level shift circuit as shown in FIG. 30, and V th1 is a threshold voltage. M and / M can be generated by the circuit of FIG. 31 as described above, and G 1
And G 3 are respective latch gate signals, G 1 is as described above, and G 3 may be G 3 = X 0 . Further, in FIG. 32, if the collector of the transistor Q 10 is connected to the resistor R 7 , D p3 to D p0 in the equation (9) are obtained.
Can be generated.
【0121】次に、図26中に示したパルス幅変調部6
2に関しては、例えば、バイポーラトランジスタによっ
て図33及び図34に示すように構成できる。図33は
(5)式の第1式の論理記述を構成した回路を示し、図2
6中のマルチプレクサ147に相当する。図34は(10)
式の第1式の論理記述を構成した回路を示し、図26中
のマルチプレクサ151,152,155、ANDゲー
ト154a,154c及びORゲート154eに相当す
る。Next, the pulse width modulator 6 shown in FIG.
Regarding No. 2, for example, a bipolar transistor can be configured as shown in FIGS. Figure 33
FIG. 2 shows a circuit which constitutes the logical description of the first equation of the equation (5).
6 corresponds to the multiplexer 147. Figure 34 is (10)
26 shows a circuit that constitutes the logical description of the first expression of the equation, and corresponds to the multiplexers 151, 152, 155, AND gates 154a, 154c, and OR gate 154e in FIG.
【0122】まず、図33において、基準電位VBBがベ
ースに加わったトランジスタQ11と抵抗R8 とは電流I
を流す電流源169であり、170〜172は各々差動
スイッチであり、パルス幅変調データDn1及びDn2によ
り差動スイッチ170,171のトランジスタのうちの
何れかのトランジスタがオンとなり、各々のコレクタに
接続された何れかの差動スイッチ173,174,17
5,176に電流が流れる。これらの4つの差動スイッ
チ173〜176にはパルス生成発振器63において生
成された位相の異なるパルスが加えられている。差動ス
イッチ173〜176の右側のトランジスタには選択さ
れるパルスXi (左からi=1〜4)が加えられ、左側
のトランジスタにはその反転信号が加えられている(も
っとも、左側のトランジスタのベースは、或る一定電位
に固定してもよい)。しかし、図示の如く、差動入力と
したほうが、スイッチングに必要なスイング電圧が小さ
くて済み、図33のように多くのトランジスタを多段に
積み上げて構成する場合には差動入力のほうが好まし
い。First, in FIG. 33, the transistor Q 11 and the resistor R 8 having the base to which the reference potential V BB is applied have a current I.
Is a current source 169 for flowing a current, and 170 to 172 are differential switches, respectively, and one of the transistors of the differential switches 170 and 171 is turned on by the pulse width modulation data D n1 and D n2 , and each of them is turned on. Any differential switch 173, 174, 17 connected to the collector
A current flows through 5,176. Pulses having different phases generated in the pulse generation oscillator 63 are applied to these four differential switches 173-176. A selected pulse X i (i = 1 to 4 from the left) is applied to the transistors on the right side of the differential switches 173 to 176, and an inverted signal thereof is applied to the transistors on the left side (of course, the transistors on the left side). The base may be fixed at a certain potential). However, as shown in the drawing, the differential input requires a smaller swing voltage for switching, and the differential input is preferable in the case where a large number of transistors are stacked in multiple stages as shown in FIG.
【0123】Xi の入力においては、さらに生成するパ
ルス幅変調のリニアリティも向上する。例えば、Dn2=
0、Dn1=1の場合を考える。この場合、差動スイッチ
170の右側のトランジスタがオンとなり、差動スイッ
チ174に電流が流れ、他の3つの差動スイッチ17
3,175,176には流れない。つまり、パルスX6
が選択されたことになり、パルスX6 がHレベルの期間
は差動スイッチ177に、Lレベルの期間は差動スイッ
チ178に電流が流れる。これらの差動スイッチ17
7,178には各々パルス幅変調データDn3及びDn4が
加えられ、双方ともHレベルの時には抵抗R9 の端子電
圧はパルスX6 と等しい信号となり、双方ともLレベル
の時にはパルスX2 (X6 の反転)と等しい信号とな
り、Dn3=0、Dn4=1の時にはパルスX6 に拘らず常
時Lレベルとなり、Dn3=1、Dn4=0の時には常時H
レベルとなる。これが、エミッタフォロワとダイオード
とを介してパルスXn となり、同様にしてその反転信号
が生成される。また、Xn′ ,Xm ,Xm′ について
は、(5)式に従い図33における入力信号を適宜変更す
ることにより構成できる。さらには、他の式によるXn
の生成についても同様にして構成できる。At the input of X i , the linearity of the generated pulse width modulation is also improved. For example, D n2 =
0, D n1 = 1. In this case, the transistor on the right side of the differential switch 170 is turned on, a current flows through the differential switch 174, and the other three differential switches 17
No flow to 3,175,176. That is, pulse X 6
Is selected, a current flows through the differential switch 177 while the pulse X 6 is at the H level and a current flows through the differential switch 178 during the L level. These differential switches 17
Pulse width modulation data D n3 and D n4 are added to 7 and 178, respectively, and when both are at the H level, the terminal voltage of the resistor R 9 becomes a signal equal to the pulse X 6, and when both are at the L level, the pulse X 2 ( (Inversion of X 6 ), always at L level when D n3 = 0, D n4 = 1 regardless of pulse X 6 , and always at H level when D n3 = 1 and D n4 = 0
Level. This becomes a pulse X n via the emitter follower and the diode, and its inverted signal is similarly generated. Further, X n ′, X m , and X m ′ can be configured by appropriately changing the input signal in FIG. 33 according to the equation (5). Furthermore, X n according to another formula
Can be similarly configured.
【0124】図34も、基本的には図33と同様に構成
されているので、簡単に説明する。CK0 はパルスX0
を電圧シフトしただけのものであり、これを内部クロッ
クとする(前述した論理式との対応上、以後の説明でも
X0 で記述する)。X0 がHレベルの時、差動スイッチ
172aの左側のトランジスタに電流が流れ、Dn5=0
の場合にはXn とX0 とを論理積した電流が差動スイッ
チ177aに流れ、Dn5=1の場合にはXn′ とX0 と
を論理積した電流が差動スイッチ177aに流れる。X
0 がLレベルの時にはDm5に従いXm 又はXm′ と/X
0 とを論理積した電流が流れる。よって、これらを論理
和した電流が差動スイッチ177aに流れ、その反転し
た電流が差動スイッチ178aを流れる。そこで、強制
消灯指令信号SW1、強制発光指令信号SW2がともにLレ
ベルの場合にはこの論理和した信号が抵抗R3′ の端子
電圧となり、エミッタフォロワを介してPWdaとなる。
強制消灯指令信号SW1のみがHレベルの時にはパルス幅
変調データに拘らず常にLレベル、つまり、強制消灯指
令信号SW1、強制発光指令信号SW2はPWonも同一の信
号であるので、半導体レーザ3は強制オフとなる。強制
発光指令信号SW2のみがHレベルの時には常時Hレベ
ル、つまり、半導体レーザ3は強制オンとなる。PWon
の生成は図34の構成において入力信号を変更すればよ
い。Since FIG. 34 is also basically constructed in the same manner as FIG. 33, it will be briefly described. CK 0 is the pulse X 0
The are of only the voltage shift, which is the internal clock (the correspondence between the above-mentioned formulas, described in X 0 in the following description). When X 0 is at H level, current flows through the transistor on the left side of the differential switch 172a, and D n5 = 0.
In the case of, the current that is the logical product of X n and X 0 flows to the differential switch 177a, and in the case of D n5 = 1, the current that is the logical product of X n ′ and X 0 flows to the differential switch 177a. . X
When 0 is L level, X m or X m ′ and / X according to D m5
A current that is the logical product of 0 and 0 flows. Therefore, the logical sum of these currents flows through the differential switch 177a, and the inverted current flows through the differential switch 178a. Therefore, when both the forced extinction command signal S W1 and the forced light emission command signal S W2 are at the L level, the signal obtained by the logical sum becomes the terminal voltage of the resistor R 3 ′ and becomes PW da via the emitter follower.
When only the forced turn-off command signal S W1 is at the H level, it is always at the L level regardless of the pulse width modulation data, that is, the forced turn-off command signal S W1 and the forced light emission command signal S W2 are the same signal PW on. The laser 3 is forced off. When only the forced light emission command signal SW2 is at the H level, the H level is always maintained, that is, the semiconductor laser 3 is forcibly turned on. PW on
Can be generated by changing the input signal in the configuration of FIG.
【0125】なお、これらの実施の形態では、図1等に
示したパルス幅生成・データ変調部2や半導体レーザ制
御・駆動部5に関して全てバイポーラトランジスタによ
る1チップの集積回路9,32への集積化の例で説明し
たが、C‐MOSトランジスタのみにより1チップに集
積化したり、バイポーラトランジスタとC‐MOSトラ
ンジスタとの混成回路として1チップに集積化すること
も可能である。1チップの集積回路を、C‐MOSトラ
ンジスタにより形成すれば、デジタル制御系のパルス幅
生成・データ変調部2側を構成するのが容易となる上
に、その集積度を高めることもできる。1チップの集積
回路を、バイポーラトランジスタとC‐MOSトランジ
スタとの混成回路により形成すれば、誤差増幅器8や定
電流源7のようなアナログ駆動系の増幅器をバイポーラ
トランジスタで容易に構成でき、デジタル制御系のパル
ス幅生成・データ変調部2をC‐MOSトランジスタで
容易に構成でき、回路設計が容易となる。In these embodiments, the pulse width generator / data modulator 2 and the semiconductor laser controller / driver 5 shown in FIG. 1 and the like are all integrated into one-chip integrated circuits 9 and 32 using bipolar transistors. However, it is also possible to integrate them into one chip by using only C-MOS transistors, or to integrate them into one chip as a hybrid circuit of bipolar transistors and C-MOS transistors. If the one-chip integrated circuit is formed by C-MOS transistors, it becomes easy to configure the pulse width generation / data modulation section 2 side of the digital control system, and the degree of integration can be increased. If a one-chip integrated circuit is formed by a hybrid circuit of a bipolar transistor and a C-MOS transistor, an analog drive system amplifier such as the error amplifier 8 and the constant current source 7 can be easily configured by the bipolar transistor, and digital control can be performed. The pulse width generation / data modulation unit 2 of the system can be easily configured by the C-MOS transistor, and the circuit design becomes easy.
【0126】[0126]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、入力デー
タに基づいて、入力データに対しパルス幅変調と強度変
調とを同時に行う発光指令信号を生成するパルス幅変調
・強度変調信号生成部と、半導体レーザと、この半導体
レーザの光出力をモニタする受光素子と、ともに光・電
気負帰還ループを形成し、受光素子から得られる半導体
レーザの光出力に比例した受光信号とパルス幅変調・強
度変調信号生成部から得られる発光指令信号とが等しく
なるように半導体レーザの順方向電流を制御する誤差増
幅部と、光・電気負帰還ループの制御電流との和又は差
の電流により半導体レーザの駆動を制御するように生成
されパルス幅変調・強度変調信号生成部から与えられる
発光指令信号に応じた駆動電流を半導体レーザに順方向
電流として流す電流駆動部とが1チップの集積回路で構
成したので、半導体レーザ制御装置に関して小型で省電
力化を図れる上に、1ドット内でのパルス幅強度混合方
式をより高速かつ高精度に実現することができる。According to the first aspect of the present invention, the pulse width modulation / intensity modulation signal generator for generating the light emission command signal for simultaneously performing pulse width modulation and intensity modulation on the input data based on the input data. A semiconductor laser and a light receiving element that monitors the optical output of this semiconductor laser together with an optical / electrical negative feedback loop to form a light receiving signal and pulse width modulation that is proportional to the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving element. The semiconductor laser is controlled by the sum or difference of the error amplification unit that controls the forward current of the semiconductor laser so that the emission command signal obtained from the intensity modulation signal generation unit becomes equal to the control current of the optical / electrical negative feedback loop. Drive current corresponding to a light emission command signal generated from the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit to control the driving of the Since the drive unit is composed of a one-chip integrated circuit, the semiconductor laser control device can be made compact and save power, and the pulse width intensity mixing method within one dot can be realized at higher speed and higher accuracy. it can.
【0127】ここに、パルス幅変調・強度変調信号生成
部に関して、請求項2記載の発明では、入力データをパ
ルス幅変調データと強度変調データとに変換するデータ
変換手段と、パルス幅変調データに基づいてパルス幅変
調した複数個のパルスを生成するパルス幅変調手段と、
これらのデータ変換手段とパルス幅変調手段との出力に
基づいて半導体レーザに対してパルス幅変調と強度変調
とを同時に行う発光指令信号生成部とを有しているの
で、デジタル制御系をなすパルス幅変調・強度変調信号
生成部側の1チップ化のための構成が明らかとなる。Here, regarding the pulse width modulation / intensity modulation signal generation section, in the invention described in claim 2, the data conversion means for converting the input data into the pulse width modulation data and the intensity modulation data, and the pulse width modulation data. Pulse width modulation means for generating a plurality of pulses pulse width modulated based on;
Since the semiconductor laser device has a light emission command signal generation unit that simultaneously performs pulse width modulation and intensity modulation on the basis of the outputs of the data conversion unit and the pulse width modulation unit, the pulses forming a digital control system are provided. The configuration for integrating the width modulation / intensity modulation signal generation unit into one chip becomes clear.
【0128】請求項3記載の発明によれば、1チップの
集積回路がバイポーラトランジスタにより形成されてい
るので、特に誤差増幅部や電流駆動部のようなアナログ
駆動系の増幅器を構成するのが容易となり、その入力レ
ベルを自由に設定し得る上に、入力レベルを小さくする
こともできる。According to the third aspect of the present invention, since the one-chip integrated circuit is formed by the bipolar transistors, it is easy to construct an analog drive system amplifier such as an error amplifying section or a current driving section. Therefore, the input level can be set freely and the input level can be reduced.
【0129】請求項4記載の発明によれば、1チップの
集積回路がC‐MOSトランジスタにより形成されてい
るので、特にパルス幅変調・強度変調信号生成部側を構
成するのが容易となる上に、集積度をより高めることも
できる。According to the invention described in claim 4, since the one-chip integrated circuit is formed by the C-MOS transistor, it is particularly easy to configure the pulse width modulation / intensity modulation signal generation section side. In addition, the degree of integration can be increased.
【0130】請求項5記載の発明によれば、1チップの
集積回路がバイポーラトランジスタとC‐MOSトラン
ジスタとの混成回路により形成されているので、特に誤
差増幅部や電流駆動部のようなアナログ駆動系の増幅器
をバイポーラトランジスタで容易に構成でき、パルス幅
変調・強度変調信号生成部のようなデジタル制御系をを
C‐MOSトランジスタで容易に構成でき、よって、回
路全体の設計をより容易なものとすることができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the one-chip integrated circuit is formed by the hybrid circuit of the bipolar transistor and the C-MOS transistor, the analog drive such as the error amplification section and the current drive section is performed. The system amplifier can be easily configured with bipolar transistors, and the digital control system such as the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit can be easily configured with C-MOS transistors, thus facilitating the design of the entire circuit. Can be
【図1】本発明の第一の実施の形態による半導体レーザ
制御装置の1チップ化のブロック構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a block configuration of a semiconductor laser control device according to a first embodiment of the present invention which is made into one chip.
【図2】基本的な概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a basic schematic configuration.
【図3】パルス幅強度変調混合方式の光出力とドットイ
メージとの関係を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a pulse width intensity modulation mixing method optical output and a dot image.
【図4】その波形生成法を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing the waveform generation method.
【図5】IDA2 に伴う加算出力の有無による光出力制御
例を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of optical output control depending on the presence / absence of addition output associated with I DA2 .
【図6】発光指令信号生成部の具体的ブロック構成を示
すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a specific block configuration of a light emission command signal generation unit.
【図7】データ変換部及びパルス幅変調部の具体的ブロ
ック構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a specific block configuration of a data conversion unit and a pulse width modulation unit.
【図8】パルス幅生成方法を示すタイムチャートであ
る。FIG. 8 is a time chart showing a pulse width generation method.
【図9】本発明の第二の実施の形態の全体的な構成を示
す概略ブロック図である。FIG. 9 is a schematic block diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.
【図10】誤差増幅部及び電圧シフト部の構成例を示す
回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of an error amplification unit and a voltage shift unit.
【図11】発光指令信号設定部の構成例を示す回路図で
ある。FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of a light emission command signal setting unit.
【図12】第1の発光指令信号生成部の構成例を示す回
路図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration example of a first light emission command signal generation unit.
【図13】第2の発光指令信号生成部の構成例を示す回
路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a second light emission command signal generation unit.
【図14】(a)は入力部付近の概略構成図、(b)は
その一部の変形例を示す概略構成図である。14A is a schematic configuration diagram in the vicinity of an input unit, and FIG. 14B is a schematic configuration diagram showing a modified example thereof.
【図15】入力方式の変形例を示すタイムチャートであ
る。FIG. 15 is a time chart showing a modification of the input method.
【図16】全体構成の変形例を示す概略ブロック図であ
る。FIG. 16 is a schematic block diagram showing a modified example of the overall configuration.
【図17】発振回路の構成例を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration example of an oscillation circuit.
【図18】ラッチ回路の構成例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration example of a latch circuit.
【図19】最終段のラッチ回路の構成例を示す回路図で
ある。FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of a final stage latch circuit.
【図20】各部の波形を示すタイムチャートである。FIG. 20 is a time chart showing the waveform of each part.
【図21】微分量子効率検出部の構成例を示す回路図で
ある。FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration example of a differential quantum efficiency detection unit.
【図22】電源部の構成例を示す回路図である。FIG. 22 is a circuit diagram showing a configuration example of a power supply section.
【図23】スタートアップ部の構成例を示す回路図であ
る。FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration example of a startup unit.
【図24】発光指令信号生成部の変形例を示す回路図で
ある。FIG. 24 is a circuit diagram showing a modified example of a light emission command signal generator.
【図25】半導体劣化検出部の構成例を示す回路図であ
る。FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration example of a semiconductor deterioration detection unit.
【図26】本発明の第三の実施の形態の具体的な構成例
を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram showing a specific configuration example of the third embodiment of the present invention.
【図27】その一部のラッチ回路の構成例を示す回路図
である。FIG. 27 is a circuit diagram showing a configuration example of a part of the latch circuit.
【図28】その一部の論理記述を実行する構成例を示す
回路図である。FIG. 28 is a circuit diagram showing a configuration example for executing a part of the logical description.
【図29】その一部の論理記述を実行する構成例を示す
回路図である。FIG. 29 is a circuit diagram showing a configuration example for executing a part of the logical description.
【図30】レベルシフト回路を示す回路図である。FIG. 30 is a circuit diagram showing a level shift circuit.
【図31】周波数選択信号生成回路を示す回路図であ
る。FIG. 31 is a circuit diagram showing a frequency selection signal generation circuit.
【図32】強度変調信号を得るための構成例を示す回路
図である。FIG. 32 is a circuit diagram showing a configuration example for obtaining an intensity modulation signal.
【図33】パルス幅変調部中のマルチプレクサの構成例
を示す回路図である。FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration example of a multiplexer in the pulse width modulation unit.
【図34】パルス幅変調部中の他部の構成例を示す回路
図である。FIG. 34 is a circuit diagram showing a configuration example of another portion in the pulse width modulation portion.
3 半導体レーザ 4 受光素子 6 光・電気負帰還ループ 7,44 電流駆動部 8,43 誤差増幅部 9,32 1チップの集積回路 11 パルス幅変調・強度変調信号生成部 12,42 発光指令信号生成部 16,61 データ変換手段 17,62 パルス幅変調手段 3 semiconductor laser 4 light receiving element 6 optical / electrical negative feedback loop 7,44 current driver 8,43 error amplifier 9,32 1-chip integrated circuit 11 pulse width modulation / intensity modulation signal generator 12,42 emission command signal generation Part 16,61 Data conversion means 17,62 Pulse width modulation means
Claims (5)
に対しパルス幅変調と強度変調とを同時に行う発光指令
信号を生成するパルス幅変調・強度変調信号生成部と、 半導体レーザと、この半導体レーザの光出力をモニタす
る受光素子と、ともに光・電気負帰還ループを形成し、
前記受光素子から得られる前記半導体レーザの光出力に
比例した受光信号と前記パルス幅変調・強度変調信号生
成部から得られる前記発光指令信号とが等しくなるよう
に前記半導体レーザの順方向電流を制御する誤差増幅部
と、 前記光・電気負帰還ループの制御電流との和又は差の電
流により前記半導体レーザの駆動を制御するように生成
され前記パルス幅変調・強度変調信号生成部から与えら
れる前記発光指令信号に応じた駆動電流を前記半導体レ
ーザに順方向電流として流す電流駆動部と、 が1チップの集積回路で構成されていることを特徴とす
る半導体レーザ制御装置。1. A pulse width modulation / intensity modulation signal generation section for generating a light emission command signal for simultaneously performing pulse width modulation and intensity modulation on the input data based on the input data, a semiconductor laser, and this semiconductor laser. A light receiving element that monitors the optical output of
The forward current of the semiconductor laser is controlled so that the received light signal obtained from the light receiving element and proportional to the optical output of the semiconductor laser is equal to the light emission command signal obtained from the pulse width modulation / intensity modulation signal generation unit. And an error amplification section for generating a pulse width modulation / intensity modulation signal generation section that is generated so as to control the driving of the semiconductor laser by a current that is the sum or difference of the control current of the optical / electrical negative feedback loop. 2. A semiconductor laser control device, wherein: a current drive unit for supplying a drive current corresponding to a light emission command signal to the semiconductor laser as a forward current, and an integrated circuit of 1 chip.
変換するデータ変換手段と、パルス幅変調データに基づ
いてパルス幅変調した複数個のパルスを生成するパルス
幅変調手段と、これらのデータ変換手段とパルス幅変調
手段との出力に基づいて半導体レーザに対してパルス幅
変調と強度変調とを同時に行う発光指令信号生成部とを
有することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ制
御装置。2. The pulse width modulation / intensity modulation signal generation section includes data conversion means for converting input data into pulse width modulation data and intensity modulation data, and a plurality of pulse width modulated signals based on the pulse width modulation data. It has pulse width modulation means for generating a pulse, and a light emission command signal generation section for simultaneously performing pulse width modulation and intensity modulation for a semiconductor laser based on the outputs of these data conversion means and pulse width modulation means. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein:
ンジスタにより形成されていることを特徴とする請求項
1又は2記載の半導体レーザ制御装置。3. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the one-chip integrated circuit is formed by a bipolar transistor.
ンジスタにより形成されていることを特徴とする請求項
1又は2記載の半導体レーザ制御装置。4. A semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the one-chip integrated circuit is formed by a C-MOS transistor.
ンジスタとC‐MOSトランジスタとの混成回路により
形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
半導体レーザ制御装置。5. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the one-chip integrated circuit is formed by a hybrid circuit of a bipolar transistor and a C-MOS transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7324097A JPH09321376A (en) | 1996-03-27 | 1997-03-26 | Semiconductor laser controller |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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JP7200596 | 1996-03-27 | ||
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Related Child Applications (1)
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09321376A true JPH09321376A (en) | 1997-12-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7324097A Pending JPH09321376A (en) | 1996-03-27 | 1997-03-26 | Semiconductor laser controller |
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- 1997-03-26 JP JP7324097A patent/JPH09321376A/en active Pending
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