JPH11354878A - レーザダイオード駆動装置 - Google Patents

レーザダイオード駆動装置

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JPH11354878A
JPH11354878A JP10163797A JP16379798A JPH11354878A JP H11354878 A JPH11354878 A JP H11354878A JP 10163797 A JP10163797 A JP 10163797A JP 16379798 A JP16379798 A JP 16379798A JP H11354878 A JPH11354878 A JP H11354878A
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幸一 東
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光量調整動作へ移行する時に誤差増幅回路の
出力電圧の変動を小さくし、安定的な動作の移行及び光
量調整動作に要する時間の短縮を図る。 【解決手段】 光量制御期間では、スイッチ25Aが閉
じ、抵抗器24、コンデンサ26Aが誤差増幅回路12
に電気的に接続され位相補償が行われる。最初の位相補
償ではコンデンサ26Aに位相補償容量の電荷が充電さ
れる。そして、光量制御期間が終了すると、スイッチ2
5Aが開放されるので、光量制御期間の終了時での誤差
増幅回路12の内部電圧がコンデンサ26Aに保持され
る。その後、再度光量制御期間になったとき、コンデン
サ26Aには既に前回の光量制御期間の終了時での誤差
増幅回路12の内部電圧が保持されているので、改めて
位相補償容量の電荷の充電を行う必要が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
を駆動するレーザダイオード駆動装置に係り、特に高速
に自動光量制御動作を行うレーザダイオード駆動装置に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
レーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動装置
においては、自動光量制御動作と称される期間に、レー
ザダイオードの光出力をホトダイオードなどの光検出器
を用いてモニタ電圧に変換し、変換後のモニタ電圧と目
標とする光量に対応する基準電圧とを誤差検出器によっ
て比較することにより、レーザダイオードの光量として
目標光量を得るための駆動電流制御電圧を得る。また、
外部からの入力信号に基づいてレーザダイオードの変調
を行う変調期間には、前記自動光量制御動作により設定
された駆動電流制御電圧を用いてレーザダイオードの光
出力を変調する。
【0003】ところで、図12には、複数のフィードバ
ックループを用いてレーザダイオード201の光量を異
なる複数の目標レベルに調整するレーザダイオード駆動
装置200が示されている。このレーザダイオード駆動
装置200では、レーザダイオード201のしきい電流
に応じて固定的に供給されるバイアス電流と、入力信号
に応じて変調される変調電流の2種類の電流をそれぞれ
自動調整するために、スイッチ手段214A、214B
を用いて2つのフィードバックループを選択制御してい
る。
【0004】ここで、図12を用いて、スイッチ手段2
14A、214Bの切替えにより選択される各動作モー
ドについてそれぞれ説明する。
【0005】図12に示すレーザダイオード201の最
大光量を設定する第1の自動光量制御動作は、スイッチ
手段214Aを閉じスイッチ手段214Bを開くことに
より実行される。この時、光検出器202が出力する光
モニタ電流を可変抵抗器222により電流−電圧変換
し、該変換で得られたモニタ電圧VMをバッファ手段2
11Aを介して誤差検出器212の反転入力端子に入力
すると共に、基準電圧発生回路209Aを構成する可変
抵抗器210Aにより発生した基準電圧VR1を、スイ
ッチ手段230A及びバッファ手段211Bを介して誤
差検出器212の非反転入力端子に入力する。両端の電
圧の比較により誤差検出器212が出力する誤差電圧V
C1は、スイッチ手段214A及びバッファ手段216
Aを介して駆動電流出力回路217Aに入力され、該駆
動電流出力回路217Aにより電流に変換される。この
変換後の電流は、駆動電流出力回路217Bが出力する
バイアス電流に重畳され、重畳された合成電流でレーザ
ダイオード201が駆動される。そして、レーザダイオ
ード201の出力光が所望する最大光量で安定になった
時に、サンプルホールド回路213Aを構成するスイッ
チ手段214Aを開き、最大光量に相当する駆動電流を
設定するための変調電流制御電圧VC1をコンデンサ2
15Aに保持する。
【0006】次に、レーザダイオード201のしきい電
流に相当するバイアス電流を設定する第2の自動光量制
御動作について説明する。第2の自動光量制御動作は、
スイッチ手段214Bを閉じ、スイッチ手段214Aを
開くことにより実行される。この時、光検出器202が
出力する光モニタ電流を可変抵抗器222により電流−
電圧変換し、該変換で得られたモニタ電圧をバッファ手
段211Aを介して誤差検出器212の反転入力端子に
入力すると共に、基準電圧発生回路209Bを構成する
可変抵抗器210Bにより発生した基準電圧VR2を、
スイッチ手段230B及びバッファ手段211Bを介し
て誤差検出器212の非反転入力端子に入力する。両端
の電圧の比較により誤差検出器212が出力する誤差電
圧VC2は、スイッチ手段214B及びバッファ手段2
16Bを介して駆動電流出力回路217Bに入力され、
該駆動電流出力回路217Bにより電流に変換される。
この変換後の電流は、駆動電流出力回路217Aが出力
する変調電流に重畳され、重畳された合成電流でレーザ
ダイオード201が駆動される。そして、レーザダイオ
ード201の出力光が所望する光量で安定になった時
に、サンプルホールド回路213Bを構成するスイッチ
手段214Bを開き、所望の光量に相当する駆動電流を
設定するためのバイアス電流制御電圧VC2をコンデン
サ215Bに保持する。
【0007】第1の自動光量制御動作と第2の自動光量
制御動作とを繰り返し行うことにより、サンプルホール
ド回路213Bが保持するバイアス電流制御電圧VC2
で制御されるバイアス電流は、レーザダイオード201
のしきい電流に徐々に近似される。一方、サンプルホー
ルド回路213Aが保持する変調電流制御電圧VC1で
制御される変調電流は最大光量に相当する電流に近似さ
れる。
【0008】ところで、演算増幅器から構成される誤差
検出器212には、図12に示すように例えば抵抗器2
24とコンデンサ225の直列回路で構成された位相補
償回路223が設けられており、コンデンサ225の容
量値は、レーザダイオード201とモニタ用の受光器2
02、受光器出力電流を電圧に変換する抵抗器222を
含む負帰還ループの位相遅れとループゲインに応じて調
整されている。このような位相補償回路223は、誤差
検出器212の位相補償を行う。
【0009】このように負帰還の制御系において位相補
償回路を設ける技術としては、特開平5−113802
号公報に、駆動対象の動作状態を検出部により検出し、
該検出出力を比較部にて基準値と比較して誤差信号を得
て、該誤差信号を制御部へ印加して負帰還制御を行う際
に、比較部と制御部との間に位相補償回路に相当する時
間制御部を設け、該時間制御部によって時間特性を変え
た誤差信号を制御部へ入力することにより、負帰還の制
御系において時定数を充分大きな値に設定しても、自動
調整時の負帰還の安定化を図る技術が開示されている。
【0010】しかしながら、図12に示すレーザ駆動電
流出力回路200の場合、第1の自動光量制御動作から
第2の自動光量制御動作に切り替わった際に、誤差検出
器212の出力電圧は最大光量に相当する電圧VC1で
あり、整定すべき目標電圧が最小光量に相当する電圧V
C2であるので、誤差検出器212の出力電圧が電圧V
C1から電圧VC2に整定するまでに多くの時間を要す
る。特に、誤差検出器212の位相補償手段223に関
して、対象となるフィードバックループが光−電流変換
経路を含み、時定数が長い系であるので、安定化のため
位相補償手段内部に数百pFから数nFの位相補償容量
を備えなければならない。
【0011】このように位相補償容量が大きくなると、
それだけ電圧VC1から電圧VC2に切り替わるのに位
相補償容量を充電しなければならず、目標の制御状態に
落ち着かせるには、第2の自動光量制御に数μ秒から数
十μ秒の整定時間が必要となる。上記特開平5−113
802号公報の技術でも、負帰還の制御系において時定
数を充分大きな値に設定しているので、多くの整定時間
を要するという同様の問題を有している。
【0012】また、変調動作から第1の自動光量制御動
作に切り替わった際に、変調動作でレーザダイオード2
01が低光量で発光しているか又は消灯していた場合、
誤差検出器212の非反転入力端子への入力電圧は反転
入力端子への入力電圧に対して著しく低くなるので、誤
差検出器212の出力電圧は電源電圧側に振り切れるお
それがある。従って、第1の自動光量制御動作に切り替
わった際に、電源電圧に近い電圧から目標とする制御電
圧VC1に整定するまでに多くの時間を要する上に、誤
差検出器212の出力電圧が電源電圧側に振り切れた場
合には、電流出力回路217A、217Bから過大な電
流がレーザダイオード201に流れるおそれがある。
【0013】ところで、単一のフィートバックループを
用いてレーザダイオードの光量を単一の目標レベルに調
整するレーザダイオード駆動装置においても、上記同様
の問題があった。
【0014】図13はレーザダイオードの光量を単一の
目標レベルに調整するレーザダイオード駆動装置の回路
ブロック図である。この図13において、自動光量制御
動作は、スイッチ手段270A、270B、263を閉
じ、スイッチ手段270C、270Dを開くことにより
行う。この時、光検出器252が出力する光モニタ電流
を可変抵抗器269により電流−電圧変換し、そのモニ
タ電圧VMはバッファ手段260A、スイッチ手段27
0Aをそれぞれ介して誤差検出器261の反転入力端子
に入力されると共に、基準電圧発生回路258を構成す
る可変抵抗器259により発生した基準電圧VRはバッ
ファ手段260B、スイッチ手段270Bをそれぞれ介
して誤差検出器261の非反転入力端子に入力される。
そして、誤差検出器261によりモニタ電圧VMと基準
電圧VRとが比較される。誤差検出器261が出力する
誤差電圧はスイッチ手段263及びバッファ手段265
を介して入力される駆動電流出力回路267でレーザ駆
動電流に変換され、バイアス電流と加算した駆動電流で
レーザダイオード251を発光させる。レーザダイオー
ド251の光量は、可変抵抗器269によるモニタ電圧
VMの調整もしくは基準電圧発生回路258で発生され
る基準電圧VR1の調整によって目標の光量に調整され
る。レーザダイオード251の光量が所望の光量で安定
化した時にスイッチ手段263が開き、その時の制御電
圧VCがコンデンサ264に保持される。
【0015】しかしながら、自動光量制御の開始直前に
レーザダイオードが消灯もしくは低光量で発光している
場合、光検出器が出力する光モニタ電流が数十μA〜数
百μAと小さくこれを電圧に変換する負荷抵抗器の抵抗
値を大きくする必要があるので、CR時定数により位相
遅れが生じ、自動光量制御動作が開始され、レーザダイ
オードが最大光量で発光した場合に、それに対応するモ
ニタ電圧に収束するまでの時間が長くなる。そのため、
図13に示す誤差検出器261の反転入力端子に入力さ
れるモニタ電圧が基準電圧VRと比較して低くなり、レ
ーザダイオード251を駆動する制御電圧が高くなるの
で、レーザダイオード251に過大な駆動電流が流れた
り、自動光量制御時間が長くなる要因になっていた。
【0016】図14(A)、(B)、(C)はこれを説
明するための波形図である。図14(A)、(B)、
(C)において期間P1、P3は変調期間、期間P2、
P4は自動光量制御期間をそれぞれ示し、図14(A)
の波形は光検出器252により検出されるモニタ電圧V
Mを、図14(B)の波形はサンプルホールド回路26
2が出力する制御電圧VHを、図14(C)の波形はレ
ーザダイオード251に流れる駆動電流Iを、それぞれ
示している。
【0017】変調動作期間P3から自動光量制御動作期
間P4に移行する際、モニタ電圧VMはレーザダイオー
ド251の出力に応じて変動する応答速度が遅いために
自動光量制御動作期間P4の直前にレーザダイオード2
51が消灯していた場合、図14(A)のP4に示すよ
うに、自動光量制御動作が開始されてもモニタ電圧VM
が上がるのに時間がかかるので、誤差検出器261の出
力電圧VHは、基準電圧VRとの比較により光量を増大
させる方向に上昇し、図14(C)に示すように、レー
ザ駆動電流Iも目標駆動電流を超えて上昇する。そのた
め、自動光量制御動作を完了するのに必要な時間も長く
なる。
【0018】これを解決するために、自動光量制御動作
の直前にレーザダイオードを最大光量で発光させる方法
が考えられる。図14(A)のP1に示すように自動光
量制御動作期間P2の直前にレーザダイオード251を
最大光量で発光させれば、誤差検出器261の出力電圧
VHの変動を小さくすることができるので、図14
(C)に示すようにレーザ駆動電流Iの変動も小さくす
ることができる。
【0019】ところが、自動光量制御動作を開始する前
にレーザダイオードを最大光量で発光させるシーケンス
を必ず組み入れるということは、毎回必ず光モニタ電圧
が整定する時間を自動光量制御動作の前に設けなければ
ならず、その分、変調動作期間が短くなってしまう。
【0020】上記のようにレーザダイオードの出力光を
フォトダイオードで受光し該受光量に応じた電圧出力を
サンプルホールド回路により保持する技術としては、特
開平9−45980号公報に、レーザパワー調整期間の
直前所定期間で演算増幅器によってバッファアンプを構
成して仮の駆動電圧を入力することで演算増幅器の状態
を能動状態に保持し、上記仮の駆動電圧をレーザパワー
調整期間における駆動電圧の最終目標値に近いレベルに
設定することで、レーザパワー調整期間で比較出力が発
光開始レベルとなって正常なループ応答動作に移行する
までの時間を短縮する技術が開示されている。
【0021】また、特開昭62−243137号公報に
は、光記憶媒体にデータを記録するためのレーザビーム
を発生するレーザダイオードの出力をフィードバックし
て該レーザダイオード素子の出力を所定値に制御する制
御方式において、記録動作時以前には、フィードバック
量を上記所定値に対応した値に固定することにより、レ
ーザダイオードに過大な駆動電流が供給されることを防
止する技術が開示されている。
【0022】上記のうち特開平9−45980号公報記
載の技術では、具体的には、演算増幅器により構成され
た図15の比較器292の出力(レーザダイオード制御
電圧)と仮の駆動電圧(サンプルホールド回路290の
出力)とを略一致させるために、比較器292にフォト
ダイオード294の出力(サンプルホールド回路290
の出力)を入力し、該比較器292の出力とフォトダイ
オード294の出力とを一致させる構成となっている。
ところが、実際には自動光量制御動作時に比較器292
は、フォトダイオード294の出力と基準電圧ERRとの
差を増幅するため、比較器292の出力と自動光量制御
動作の終了時のレーザダイオード制御電圧とは一致しな
くなる。よって、精度の高い駆動制御は困難である。一
方の特開昭62−243137号公報記載の技術も、図
16のサンプルホールド回路296と比較器298の構
成は上記と同様であるため、同様の問題点を有してい
る。
【0023】本発明は、上記問題点を解消するために成
されたものであり、変調動作から自動光量調整動作へ移
行するときや、所定の光量基準値に基づく自動光量調整
動作から他の光量基準値に基づく自動光量調整動作へ移
行するときに、誤差増幅器の出力電圧の変動を小さくし
て、安定的な動作の移行及び自動光量調整動作に要する
時間の短縮を図ることができるレーザダイオード駆動装
置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のレーザダイオード駆動装置は、レー
ザダイオードからのレーザ光を受光し該受光量に応じた
検出値を出力する受光検出手段と、前記受光検出手段に
より出力された検出値と所定の基準値とを比較して誤差
増幅する誤差増幅手段と、前記誤差増幅手段による誤差
増幅後の出力値を保持する保持手段と、前記保持手段に
より保持された前記出力値に基づいて前記レーザダイオ
ードを駆動する駆動手段と、を有するレーザダイオード
駆動装置において、前記レーザダイオードの発光量の検
出値が前記所定の基準値に等しくなるときの該レーザダ
イオードの駆動電流値を設定するための光量制御期間
に、前記誤差増幅手段内の所定箇所に電気的に接続され
位相補償を行うと共に該誤差増幅手段の内部電圧を保持
する位相補償手段を設けたことを特徴とする。
【0025】上記請求項1記載のレーザダイオード駆動
装置では、受光検出手段がレーザダイオードからのレー
ザ光を受光し該受光量に応じた検出値を出力し、出力さ
れた検出値が誤差増幅手段に入力される。そして、誤差
増幅手段が該検出値と所定の基準値とを比較して誤差増
幅し、保持手段が該誤差増幅後の出力値を保持する。な
お、ここでの保持手段としては、例えばコンデンサを採
用することができ、誤差増幅手段から出力された誤差増
幅後の出力電圧を該コンデンサに保持すれば良い。
【0026】そして、駆動手段は、保持された出力値に
基づいてレーザダイオードを駆動する。例えば、駆動手
段は、コンデンサに保持された出力電圧をレーザダイオ
ードの駆動電流に変換し、得られた駆動電流をレーザダ
イオードに供給することにより、該レーザダイオードを
駆動する。
【0027】このようなレーザダイオード駆動装置で
は、レーザダイオードの発光量の検出値が所定の基準値
に等しくなるときの該レーザダイオードの駆動電流値を
設定するための光量制御期間が設けられている。この光
量制御期間に、位相補償手段は、誤差増幅手段内の所定
箇所に電気的に接続され位相補償を行うと共に該誤差増
幅手段の内部電圧を保持する。
【0028】よって、光量制御期間が終了した時点で
は、光量制御期間の終了直前の誤差増幅手段の内部電圧
が位相補償手段に保持されている。その後、例えば画像
データに基づくレーザ光の変調を行う変調期間を経て、
再度光量制御期間になると、位相補償手段が誤差増幅手
段内の所定箇所に電気的に接続されるが、このとき、該
位相補償手段には前回の光量制御期間の終了時での誤差
増幅手段の内部電圧が保持されている。
【0029】好ましくは、誤差増幅手段は、光量制御期
間にオンとなる切替手段と、該切替手段を介して誤差増
幅手段内の所定箇所に電気的に接続され位相補償を行う
と共に該誤差増幅手段の内部電圧を保持する補償手段と
を含んで構成するのが良い。
【0030】この場合、光量制御期間では、切替手段が
オンとなり、補償手段が誤差増幅手段内の所定箇所に電
気的に接続され位相補償を行う。なお、この補償手段と
しては、例えば、直列接続されたコンデンサと抵抗器に
より構成されたCR回路を採用しても良いし、コンデン
サのみで構成しても良い。最初の位相補償ではコンデン
サに位相補償容量の電荷が充電される。そして、光量制
御期間が終了すると、切替手段がオフとなり、補償手段
が光量制御期間の終了時での誤差増幅手段の内部電圧を
保持する。その後、再度光量制御期間になると、切替手
段がオンとなり、補償手段が誤差増幅手段内の所定箇所
に電気的に接続される。このとき、補償手段には既に前
回の光量制御期間の終了時での誤差増幅手段の内部電圧
が保持されている。
【0031】このように光量制御期間の開始時点で、位
相補償手段は、前回の光量制御期間の終了時での誤差増
幅手段の内部電圧を保持しているので、改めて位相補償
容量と誤差増幅手段の内部電圧に応じた電荷の充電を行
う必要が無い。これにより、光量制御動作に要する時間
を短縮することができると共に、誤差増幅手段の出力電
圧の変動を小さくして安定的な光量制御動作への移行を
図ることができる。
【0032】なお、上記誤差増幅手段内の所定箇所とし
ては、例えば、誤差増幅手段の出力段の入力と出力との
間を採用することができる。この場合、内部電圧として
光量制御期間の終了直前の前記出力段の電圧が保持され
る。但し、本発明は、例えば、図7に示すように、ゲイ
ンの重畳により誤差増幅器全体のゲインを増加させるべ
く、差動増幅器90A、シフト段90B及び出力段90
Cの3段で構成された誤差増幅器90にも適用可能であ
り、位相補償手段23を、シフト段90Bの出力S0と
出力段90Cの入力N0との間に設けても良い。このよ
うに本発明の適用範囲は、誤差増幅器の構成や位相補償
手段の接続場所により限定されるものではない。
【0033】ところで、レーザダイオードの発光量の基
準値として複数の基準値が設けられることがある。複数
の基準値としては、例えば、レーザダイオードの最大光
量と最小光量(しきい電流に対応する光量と最大光量と
の間の任意の光量)とを採用することが多い。
【0034】以下の請求項2記載のレーザダイオード駆
動装置は、レーザダイオードの発光量の基準値として複
数の基準値が設けられたレーザダイオード駆動装置であ
る。この請求項2記載のレーザダイオード駆動装置は、
レーザダイオードからのレーザ光を受光し該受光量に応
じた検出値を出力する受光検出手段と、前記受光検出手
段により出力された検出値と所定の複数の基準値の各々
とを比較して誤差増幅する誤差増幅手段と、前記誤差増
幅手段による誤差増幅後の出力値を保持する保持手段
と、前記保持手段により保持された前記出力値に基づい
て前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、を有す
るレーザダイオード駆動装置において、前記レーザダイ
オードの発光量の検出値が各基準値に等しくなるときの
該レーザダイオードの駆動電流値を設定するための各基
準値毎の光量制御期間に、前記誤差増幅手段内の所定箇
所に電気的に接続され位相補償を行うと共に該誤差増幅
手段の内部電圧を保持する各基準値毎の位相補償手段を
設けたことを特徴とする。
【0035】この請求項2記載のレーザダイオード駆動
装置では、上記請求項1記載のレーザダイオード駆動装
置と同様に、1つの基準値に関する第1の光量制御期間
に、該基準値に対応した位相補償手段が、誤差増幅手段
内の所定箇所に電気的に接続され位相補償を行うと共に
該誤差増幅手段の内部電圧を保持する。
【0036】その後、他の基準値に関する光量制御期間
や、例えば画像データに基づくレーザ光の変調を行う変
調期間を経て、再度第1の光量制御期間になると、該基
準値に対応した位相補償手段が誤差増幅手段内の所定箇
所に電気的に接続される。このとき、該位相補償手段に
は既に前回の光量制御期間の終了時での誤差増幅手段の
内部電圧が保持されている。
【0037】好ましくは、誤差増幅手段は、各基準値毎
の光量制御期間にオンとなる各基準値毎の切替手段と、
各基準値毎の切替手段を介して該誤差増幅手段内の所定
箇所に電気的に接続され位相補償を行うと共に該誤差増
幅手段の内部電圧を保持する各基準値毎の補償手段と、
を含んで構成するのが良い。
【0038】この場合、1つの基準値に関する第1の光
量制御期間になると、該基準値に対応した切替手段がオ
ンとなり、該基準値に対応した補償手段が誤差増幅手段
内の所定箇所に電気的に接続され位相補償を行う。最初
の位相補償では補償手段(コンデンサ等)に位相補償容
量の電荷が充電される。そして、この第1の光量制御期
間が終了すると、切替手段がオフとなり、補償手段が第
1の光量制御期間の終了時での誤差増幅手段の内部電圧
を保持する。その後、他の基準値に関する光量制御期間
や、例えば画像データに基づくレーザ光の変調を行う変
調期間を経て、再度第1の光量制御期間になると、上記
切替手段がオンとなり、補償手段が誤差増幅手段内の所
定箇所に電気的に接続される。このとき、補償手段には
既に前回の光量制御期間の終了時での誤差増幅手段の内
部電圧が保持されている。
【0039】以上のように、再度第1の光量制御期間に
なったときに、位相補償手段には既に前回の光量制御期
間の終了時での誤差増幅手段の内部電圧が保持されてい
るので、改めて位相補償容量と誤差増幅手段の内部電圧
に応じた電荷の充電を行う必要が無く、光量制御動作に
要する時間を短縮することができると共に、誤差増幅手
段の出力電圧の変動を小さくして安定的な光量制御動作
への移行を図ることができる。同様に、他の基準値に関
する光量制御期間に関しても、光量制御動作に要する時
間の短縮及び安定的な光量制御動作への移行を図ること
ができる。
【0040】次に、請求項3記載のレーザダイオード駆
動装置は、レーザダイオードからのレーザ光を受光し該
受光量に応じた検出値を出力する受光検出手段と、前記
受光検出手段により出力された検出値と所定の基準値と
を比較して誤差増幅する誤差増幅手段と、前記誤差増幅
手段による誤差増幅後の出力値を保持する第1の保持手
段と、前記第1の保持手段により保持された前記出力値
に基づいて前記レーザダイオードを駆動する駆動手段
と、を有するレーザダイオード駆動装置、前記レーザダ
イオードの発光量の検出値が前記所定の基準値に等しく
なるときの該レーザダイオードの駆動電流値を設定する
ための光量制御期間に、前記受光検出手段の出力側及び
前記誤差増幅手段の検出値の入力側に接続され該受光検
出手段により出力された検出値を保持する第2の保持手
段を設けたことを特徴とする。
【0041】この請求項3記載のレーザダイオード駆動
装置では、光量制御期間になると、第2の保持手段が受
光検出手段の出力側及び誤差増幅手段の検出値の入力側
に接続される。この状態で、受光検出手段がレーザダイ
オードからのレーザ光を受光し該受光量に応じた検出値
を出力し、出力された検出値が誤差増幅手段に入力され
る。そして、誤差増幅手段が該検出値と所定の基準値と
を比較して誤差増幅し、第1の保持手段が該誤差増幅後
の出力値を保持する。さらに、駆動手段は、保持された
出力値に基づいてレーザダイオードを駆動する。
【0042】このような光量制御期間に、第2の保持手
段は受光検出手段により出力された検において出値を保
持し、光量制御期間が終了すると、該第2の保持手段は
受光検出手段の出力側及び誤差増幅手段の検出値の入力
側から切断されるので、該第2の保持手段には光量制御
期間の終了直前の受光検出手段による検出値が保持され
る。
【0043】その後、再度光量制御期間になると、第2
の保持手段は受光検出手段の出力側及び誤差増幅手段の
検出値の入力側に接続されるが、このとき、第2の保持
手段には既に前回の光量制御期間の終了時での受光検出
手段からの検出値が保持されている。
【0044】好ましくは、第2の保持手段は、光量制御
期間にオンとなる第1の切替手段と、この第1の切替手
段を介して受光検出手段の出力側に接続され該受光検出
手段により出力された検出値を保持する検出値保持手段
と、この検出値保持手段と誤差増幅手段の検出値の入力
側との間に設けられ光量制御期間にオンとなる第2の切
替手段と、を含んで構成するのが良い。
【0045】この場合、光量制御期間では、第1の切替
手段及び第2の切替手段がオンとなり、検出値保持手段
が受光検出手段の出力側と誤差増幅手段の検出値の入力
側とにそれぞれ接続される。この状態で、受光検出手段
がレーザダイオードからのレーザ光を受光し該受光量に
応じた検出値を出力し、出力された検出値が誤差増幅手
段に入力される。そして、誤差増幅手段が該検出値と所
定の基準値とを比較して誤差増幅し、第1の保持手段が
該誤差増幅後の出力値を保持する。さらに、駆動手段
は、保持された出力値に基づいてレーザダイオードを駆
動する。
【0046】そして、光量制御期間が終了すると、第1
の切替手段及び第2の切替手段がオフとなり、検出値保
持手段が受光検出手段の出力側及び誤差増幅手段の検出
値の入力側の各々から切断され、受光検出手段により出
力された検出値が該検出値保持手段に保持される。その
後、再度光量制御期間になると、第1の切替手段及び第
2の切替手段がオンとなり、検出値保持手段が受光検出
手段の出力側及び誤差増幅手段の検出値の入力側の各々
に再度接続される。このとき、検出値保持手段には既に
前回の光量制御期間の終了時での受光検出手段からの検
出値が保持されている。
【0047】このように光量制御期間の開始時に第2の
保持手段(上の例では検出値保持手段)には、既に前回
の光量制御期間の終了時での受光検出手段からの検出値
が保持されているので、光量制御期間の開始当初は、誤
差増幅手段の検出値の入力側に、第2の保持手段により
保持された前回の光量制御期間の終了時の検出値が入力
され、誤差増幅手段に入力される検出値の変動を小さく
抑えることができる。これにより、受光検出手段による
検出値が安定するまでの収束時間を短縮できるので、光
量制御動作に要する時間を短縮することができると共
に、誤差増幅手段の出力電圧の変動を小さくして安定的
な光量制御動作への移行を図ることができる。
【0048】次に、請求項4記載のレーザダイオード駆
動装置は、請求項3記載のレーザダイオード駆動装置に
おいて、前記光量制御期間の直前の期間に、前記第2の
保持手段により保持された前記検出値を前記受光検出手
段に供給する供給手段をさらに設けたことを特徴とす
る。
【0049】この請求項4記載のレーザダイオード駆動
装置では、供給手段が、光量制御期間の直前の期間に、
第2の保持手段により保持された検出値(前回の光量制
御期間での検出値)を受光検出手段に供給する。
【0050】好ましくは、供給手段は、受光検出手段の
出力側に接続され光量制御期間にオンとなる第1の切替
手段と、第1の切替手段を介して受光検出手段の出力側
に接続され受光検出手段により出力された検出値を保持
する電圧保持手段と、第1の切替手段と並列に電圧保持
手段に接続され該電圧保持手段からの出力電圧が入力さ
れるボルテージフォロワ構成の誤差増幅手段と、一端が
誤差増幅手段の出力側に他端が受光検出手段の出力側に
それぞれ接続され、光量制御期間の直前の期間にオンと
なる第2の切替手段と、を含んで構成するのが良い。
【0051】この場合、光量制御期間では、第1の切替
手段がオンとなり、電圧保持手段が受光検出手段の出力
側に接続される。この状態で、受光検出手段がレーザダ
イオードからのレーザ光を受光し該受光量に応じた検出
値を出力すると、該検出値が電圧保持手段に入力され
る。光量制御期間が終了すると、第1の切替手段がオフ
となり、受光検出手段の検出値が電圧保持手段により保
持される。この電圧保持手段により保持された受光検出
手段の検出値は、誤差増幅手段に入力される。
【0052】次の光量制御期間の直前の期間になると、
第2の切替手段がオンとなり、誤差増幅手段の出力側が
受光検出手段の出力側に接続される。この誤差増幅手段
はボルテージフォロワ構成であるので、誤差増幅手段か
らは、該誤差増幅手段に入力された受光検出手段の検出
値(前回の光量制御期間での検出値)が出力され、受光
検出手段の出力側に供給される(受光検出手段の検出値
が与えられる)。
【0053】これにより、光量制御期間の直前から光量
制御期間の開始時にかけて、受光検出手段の検出値は第
2の保持手段により保持された検出値(=前回の光量制
御期間の終了時の検出値)に確実に維持される。このた
め、光量制御期間の開始時に受光検出手段の検出値が不
安定になることを回避することができる、という利点が
有る。
【0054】
【発明の実施の形態】[第1実施形態]以下、図面を参
照して、請求項1、2に記載の発明に係る第1実施形態
を説明する。
【0055】図1には、複数のフィードバックループを
用いてレーザダイオード1の光量を異なる複数の目標レ
ベルへと各フィードバックループ毎に調整するレーザダ
イオード駆動装置35の構成が示されている。
【0056】このレーザダイオード駆動装置35には、
2つの基準電圧発生回路9A、9Bが設けられており、
基準電圧発生回路9Aは可変抵抗器10Aにより電源電
圧を分圧し所望の基準電圧VR1を得、基準電圧発生回
路9Bは可変抵抗器10Bにより電源電圧を分圧し所望
の基準電圧VR2を得ている(なお、基準電圧VR1、
VR2は基準電圧VRと総称する)。これら基準電圧V
R1、VR2の何れかがスイッチ手段30A、30Bの
開閉により選択され、選択された基準電圧に応じた基準
信号がバッファ手段11Bを介して誤差増幅器12の非
反転入力端子に入力される。
【0057】また、レーザダイオード駆動装置35には
レーザダイオード1が設けられており、このレーザダイ
オード1が出力するレーザ光は光検出器2により受光さ
れる。該光検出器2が出力する光モニタ電流は可変抵抗
器22により電流−電圧変換され、変換で得られたモニ
タ電圧VMに応じたモニタ信号がバッファ手段11Aを
介して誤差増幅器12の反転入力端子に入力される。
【0058】誤差増幅器12では、選択された基準電圧
とモニタ電圧VMとで誤差増幅が行われ、誤差増幅後の
信号(以下、誤差増幅信号と称する)はサンプルホール
ド回路13A、13Bに入力される。サンプルホールド
回路13Aは、一端が誤差増幅器12の出力端に接続さ
れたスイッチ手段14Aと、該スイッチ手段14Aの他
端に接続され且つ接地されたコンデンサ15Aとにより
構成されており、スイッチ手段14Aが閉じた場合、誤
差増幅器12からの誤差増幅信号がバッファ手段16A
を介して駆動電流出力回路17Aに入力される。
【0059】また、サンプルホールド回路13Bはサン
プルホールド回路13Aと同様に構成され、サンプルホ
ールド回路13B内のスイッチ手段14Bが閉じている
場合に、誤差増幅器12からの誤差増幅信号がバッファ
手段16Bを介して駆動電流出力回路17Bに入力され
る。
【0060】駆動電流出力回路17Aで発生する駆動電
流I1及び駆動電流出力回路17Bで発生する駆動電流
I2の各々は、異なる自動光量制御期間において、上記
モニタ電圧VMが基準電圧VRに一致するよう調整する
ことで任意のレーザ光量に設定される。一方、変調期間
においては、駆動電流I1は信号入力端子3A、3B、
3C、3Dから入力される強度変調データ信号に応じて
16段階に強度変調され、他方の駆動電流I2と電流加
算されて、加算後の駆動電流Iによってレーザダイオー
ド1が発光駆動される。
【0061】ここで、駆動電流出力回路17Aの構成
(図4)及び信号入力回路19の構成(図5)を説明す
る。なお、図5において、入力信号IN1、IN2、I
N3、IN4が図1、図4の入力端子3A、3B、3
C、3Dから信号入力回路19へ入力される信号にそれ
ぞれ対応し、入力信号PWMが入力端子4から信号入力
回路19へ入力されるパルス幅変調信号に対応する。ま
た、正転信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4
は、図1、図4の差動スイッチ信号群20Aに対応し、
反転信号OUT1’、OUT2’、OUT3’、OUT
4’は、図1、図4の差動スイッチ信号群20Bに対応
する。
【0062】図5に示す信号入力回路19では、入力さ
れた強度変調信号IN1がインバータ19A、19Bを
介して論理積回路19Cに入力される。また、入力され
たパルス幅変調信号PWMもインバータ19J、19K
を介して論理積回路19Cに入力される。論理積回路1
9Cによる強度変調信号IN1とパルス幅変調信号PW
Mとの論理積結果を表す信号は、論理積回路19Cの出
力端で反転した後、インバータ19D、19E、19F
を介して正転信号OUT1として出力される。また、上
記論理積結果を表す信号は、論理積回路19Cの出力端
で反転した後、インバータ19D、19G、19H、1
9Iを介して反転信号OUT1’として出力される。
【0063】なお、他の強度変調信号IN2、IN3、
IN4についても同様に、パルス幅変調信号PWMとの
論理積が取られ、論理積結果に対応した正転信号、反転
信号が出力される。また、出力される正転信号、反転信
号は互いに反転している。図4に示す駆動電流出力回路
17Aには、一対のMOS型トランジスタで構成された
トランジスタ対41A、41B、41C、41Dが設け
られており、各トランジスタ対の図4において左側のト
ランジスタのドレインはレーザダイオード1に接続さ
れ、右側のトランジスタのドレインは電源VDDに接続さ
れている。
【0064】左側のトランジスタのゲートには差動スイ
ッチ信号群20Aの各信号が一対一対応でそれぞれ入力
され、右側のトランジスタのゲートには差動スイッチ信
号群20Bの各信号が一対一対応でそれぞれ入力され
る。
【0065】トランジスタ対41Aの各トランジスタの
ソースは、電流源トランジスタ40A、抵抗器Rを介し
て接地されている。トランジスタ対41B、41C、4
1Dも同様に、電流源トランジスタ40B、40C、4
0Dにそれぞれ接続されている。
【0066】これら電流源トランジスタ40A、40
B、40C、40Dのトランジスタ比=(ゲート幅/ゲ
ート長)は、8:4:2:1の比率となるように構成さ
れており、各電流源トランジスタ毎にオン/オフ制御す
ることにより、全ての電流源トランジスタをオフする場
合(電流が流れない場合)を含めて電流値を16段階で
切り替えられるよう構成されている。
【0067】例えば、差動スイッチ信号群20Aにおい
てOUT1、OUT4のみがオンの場合(このとき差動
スイッチ信号群20BではOUT2’、OUT3’のみ
がオンとなる)、トランジスタ対41A、41Dでは図
4において左側のトランジスタがオンとなり、トランジ
スタ対41B、41Cでは図4において右側のトランジ
スタがオンとなる。このときレーザダイオード1には、
電流源トランジスタ40A、40Dにより設定される電
流と駆動電流出力回路17Bにより設定されるバイアス
電流との合成電流が供給される。即ち、16段階のうち
9(=8+1)段階目の電流とバイアス電流との合成電
流によりレーザダイオード1が駆動される。
【0068】駆動電流制御電圧42は、図1のサンプル
ホールド回路13Aの出力電圧VC1に相当し、該駆動
電流制御電圧42で制御され電流源トランジスタ40
A、40B、40C、40Dにより設定される電流は、
差動スイッチ信号20A、20Bで16段階に変調さ
れ、変調後の電流は駆動電流出力回路17Bにより設定
されるバイアス電流と電流加算され、加算後の電流によ
ってレーザダイオード1を駆動する。
【0069】レーザダイオード駆動装置35では、レー
ザダイオード1の最大光量を設定する第1の自動光量制
御動作と、レーザダイオード1のしきい電流に相当する
バイアス電流を設定する第2の自動光量制御動作とを交
互に行い、2つのフィードバックループを1つの誤差増
幅器12を用いて電圧制御することで、レーザダイオー
ド1の出力光が目標光量に設定される。図1の回路で
は、レーザダイオード1のしきい電流に応じて固定的に
供給されるバイアス電流と、入力信号に応じて変調され
る変調電流の2種類の電流をそれぞれ自動調整するため
に、スイッチ手段を用いて2つのフィードバックループ
を選択制御している。駆動電流出力回路17Aは、所望
する最大光量に対応する電流を外部信号入力により強度
変調した変調電流を出力する。また、駆動電流出力回路
17Bは、レーザダイオード1のしきい電流から定めら
れるバイアス電流をレーザダイオード1に定常的に供給
する働きを持つ。このバイアス電流はレーザダイオード
の点灯速度を速くする働きがある。
【0070】また、詳細は後述するが、レーザダイオー
ド駆動装置35の誤差増幅器12は、図3に示すCMO
S演算増幅器の基本回路により構成されており、図1に
示すように、この誤差増幅器12には位相補償手段23
が接続されている。この位相補償手段23は、位相補償
回路として、抵抗24、スイッチ手段25Aのオン抵抗
及びコンデンサ26Aから成る回路と、抵抗24、スイ
ッチ手段25Bのオン抵抗及びコンデンサ26Bから成
る回路とを含んでおり、スイッチ手段25A、25Bの
開閉により切り換えられる。なお、位相補償回路として
は、上記のように抵抗及びコンデンサから成るCR回路
に代わり、コンデンサ単体を採用しても良い。
【0071】なお、図1において、基準電圧発生回路9
A、及び9Bは可変抵抗器10A、10Bにより電源電
圧を分圧し、所望する複数の基準電圧VRを得ている
が、この基準電圧発生回路9A、9Bをディジタルアナ
ログ変換回路(DAコンバータ)で構成し、発生する基
準電圧値をCPU等で自動的に制御できるよう構成して
もよい。
【0072】また、図5に示す信号入力回路19と同様
の回路を駆動電流出力回路17Bにも設け、駆動電流出
力回路17Bが出力する駆動電流を段階的に変調しても
よい。
【0073】次に、第1の自動光量制御動作、第2の自
動光量制御動作及び変調動作の各動作モードについて説
明する。なお、スイッチ手段14A、14B、30A、
30B、25A、25Bの開閉動作は、図示しない制御
装置が出力するスイッチ信号により制御される。
【0074】最初に、第1の自動光量制御動作について
説明する。図1において、レーザダイオード1の最大光
量を設定する第1の自動光量制御動作は、スイッチ手段
14Aを閉じ、スイッチ手段14Bを開くことにより実
行される。この時、光検出器2が出力する光モニタ電流
を可変抵抗器22により電流−電圧変換し、該変換で得
られたモニタ電圧VMをバッファ手段11Aを介して誤
差増幅器12の反転入力端子に入力すると共に、基準電
圧発生回路9Aを構成する可変抵抗器10Aにより発生
した基準電圧VR1を、スイッチ手段30A及びバッフ
ァ手段11Bを介して誤差増幅器12の非反転入力端子
に入力する。両端の電圧の比較により誤差増幅器12が
出力する誤差電圧VC1は、スイッチ手段14A及びバ
ッファ手段16Aを介して駆動電流出力回路17Aに入
力され、該駆動電流出力回路17Aにより電流に変換さ
れる。この変換後の電流は、駆動電流出力回路17Bが
出力するバイアス電流に重畳され、重畳された合成電流
でレーザダイオード1が駆動される。そして、レーザダ
イオード1の出力光が所望する最大光量で安定になった
時に、サンプルホールド回路13Aを構成するスイッチ
手段14Aを開き、最大光量に相当する駆動電流を設定
するための変調電流制御電圧VC1をコンデンサ15A
に保持する。この場合、駆動電流出力回路17Bが出力
するバイアス電流は次に述べる第2の自動光量制御動作
によりサンプルホールド回路13Bにバイアス電流制御
電圧が既に保持されており、そのバイアス電流制御電圧
により電流値が設定される。
【0075】次に、レーザダイオード1のしきい電流に
相当するバイアス電流を設定する第2の自動光量制御動
作について説明する。第2の自動光量制御動作は、スイ
ッチ手段14Bを閉じ、スイッチ手段14Aを開くこと
により実行される。この時、光検出器2が出力する光モ
ニタ電流を可変抵抗器22により電流−電圧変換し、該
変換で得られたモニタ電圧をバッファ手段11Aを介し
て誤差増幅器12の反転入力端子に入力すると共に、基
準電圧発生回路9Bを構成する可変抵抗器10Bにより
発生した基準電圧VR2を、スイッチ手段30B及びバ
ッファ手段11Bを介して誤差増幅器12の非反転入力
端子に入力する。両端の電圧の比較により誤差増幅器1
2が出力する誤差電圧VC2は、スイッチ手段14B及
びバッファ手段16Bを介して駆動電流出力回路17B
に入力され、該駆動電流出力回路17Bにより電流に変
換される。この変換後の電流は、駆動電流出力回路17
Aが出力する変調電流に重畳され、重畳された合成電流
でレーザダイオード1が駆動される。そして、レーザダ
イオード1の出力光が所望する光量で安定になった時
に、サンプルホールド回路13Bを構成するスイッチ手
段14Bを開き、所望の光量に相当する駆動電流を設定
するための変調電流制御電圧VC2をコンデンサ15B
に保持する。
【0076】この場合、駆動電流出力回路17Aが出力
する変調電流は、信号入力端子3A、3B、3C、3D
により入力されるディジタル信号値Dinを1以上14
以下の整数に設定し、基準電圧発生回路9により発生す
る基準電圧VR2を以下のようにしてディジタル信号値
Dinに応じて設定する。
【0077】例えば、Dinを10に設定した場合、基
準電圧発生回路9Bが発生する電圧VR2は、最大光量
を規定する基準電圧発生回路9Aが最大値Din(ma
x)において発生する基準電圧VR1を基準として、以
下の式(1)のように設定される。
【0078】 VR2=VR1×10/Din(max) ・・・(1) 上記のような第1の自動光量制御動作と第2の自動光量
制御動作を繰り返し行うことにより、サンプルホールド
回路13Bが保持するバイアス電流制御電圧VC2で制
御されるバイアス電流は、レーザダイオード1のしきい
電流に徐々に近似される。一方、サンプルホールド回路
13Aが保持する変調電流制御電圧VC1で制御される
変調電流は、最大光量に相当する電流に近似される。
【0079】例えば、初期状態として駆動電流出力回路
17Aの出力電流I1=0、駆動電流出力回路17Bの
出力電流I2=0の状態で、自動光量制御動作を繰り返
した場合について説明する。ここで、目標の最大変調電
流をIs、目標のバイアス電流をIb、第2の自動光量
制御での信号入力端子3A、3B、3C、3Dからのデ
ィジタル入力信号Din=5とする。1度目の第1の自
動光量制御動作では、バイアス電流I2=0であるの
で、変調電流I1-1 は以下の式(2)のように設定され
る。
【0080】I1-1 =(Is+Ib) ・・・(2) 第2の自動光量制御では、バイアス電流I2-1 は、目標
駆動電流(Ib+Is/3)から、ディジタル信号入力
Din=5により設定される変調電流5/15・I1-1
を差し引いて、以下の式(3)のように設定される。
【0081】 次に、2度目の自動光量制御において、変調電流I1-2
は、変調電流I1-1 からバイアス電流I2-1 を差し引い
て、以下の式(4)のように設定される。
【0082】 また、バイアス電流I2-2 は、目標駆動電流から、ディ
ジタル信号入力Din=5により設定される変調電流5
/15・I1-2 を差し引いて、以下の式(5)のように
設定される。
【0083】 以降、同様にして自動光量制御動作を繰り返すことによ
り、変調電流I1,nは目標とする変調電流Isに、バ
イアス電流I2,nは目標とするバイアス電流Ibに、
それぞれ近づいていく。
【0084】次に、変調動作期間について説明する。変
調動作期間では、スイッチ手段14Aを開くことによ
り、コンデンサ15Aに蓄積された駆動電流制御電圧V
C1により変調電流が発生し、該変調電流の電流値は信
号入力端子3A、3B、3C、3Dより入力されるデジ
タル信号値Dinにより16段階に変調される。また、
スイッチ手段14Bを開くことにより、コンデンサ15
Bに蓄積されたバイアス電流制御電圧VC2によりバイ
アス電流が発生する。このバイアス電流と前記変調後の
変調電流とが重畳され、重畳された電流によりレーザダ
イオード1が発光駆動される。
【0085】さて、ここで、誤差増幅器12及び位相補
償手段23の動作を説明する。図3には、誤差増幅器1
2を構成するCMOS演算増幅器の回路構成が示されて
いる。この図3において、IN−は反転入力端子、IN
+は非反転入力端子を示し、V0は電源に接続された定
電流源トランジスタの電流値を決めるバイアス電圧であ
る。位相補償手段23はこの回路構成の場合、出力電圧
OUTと内部制御電圧N0の間に接続される。図1と対
比すると、出力電圧OUTは端子8Aから取り出され、
内部制御電圧N0は端子8Eから取り出される。
【0086】図3の誤差増幅器12において、非反転入
力端子IN+からPMOS12Aに入力された基準電圧
VRと、図1のフィードバックループRPを経由して反
転入力端子IN−よりPMOS12Bに入力された出力
電圧OUTとが比較され、ここで例えば出力電圧OUT
が基準電圧VRよりも大きければ、内部制御電圧N0は
内部電圧N1よりも大きくなり、NMOS12Cにより
出力電圧OUTが下げられる。このようにして出力電圧
OUTが基準電圧VRに等しくなるように制御される。
【0087】次に、位相補償について説明する。
【0088】一般的に演算増幅器の発振条件は以下の2
つである。
【0089】(1) フィードバック内の利得が1以上であ
ること。
【0090】(2) フィードバック内を1回りした時の位
相のずれが360°以上であること。
【0091】本実施形態のレーザダイオード駆動装置3
5では、負帰還(負のフィードバック)をかけており、
この構成だけで180°の遅れが発生するため、演算増
幅器の発振を回避するための余裕分は180°となる。
【0092】図3の誤差増幅器12は、差動増幅器12
Sと出力段12Tの2段で構成されているので、1段目
の遅れに2段目の遅れが重畳される。これをボード線図
上に表すと図6(A)、(B)のようになる。このうち
図6(A)では、特性A1が1段目のゲインの周波数特
性を、特性A2が2段目のゲインの周波数特性を、それ
ぞれ示しており、演算増幅器全体のゲインの周波数特性
は太い破線のような周波数特性となる。また、演算増幅
器全体の位相の周波数特性は図6(B)の太い破線のよ
うな周波数特性となる。なお、周波数f1は1段目のポ
ールの位置を、周波数f2は2段目のポールの位置を、
それぞれ示している。
【0093】特性A1、A2においてゲインはポール以
降、(−20db/dec)の傾きで低下するので、周
波数f2以上では、演算増幅器全体のゲインは図6
(A)の太い破線の特性より明らかなように数十dbと
なり、演算増幅器全体の位相遅れも図6(B)の太い破
線の特性より明らかなように135°以上なので、演算
増幅器が発振する。
【0094】ここで、本実施形態では、位相遅れを改善
するために容量の大きなコンデンサ26A、26Bによ
り位相を大きく進ませている。これにより、1段目のポ
ールの位置を低周波側f1’にずらすことにより、演算
増幅器全体のゲインは図6(A)の太い実線のような周
波数特性となり、周波数f2(2段目のポールの位置)
でゲインを0dbにすることができ、発振を回避するこ
とができる。
【0095】具体的に図1のレーザダイオード駆動装置
35において、第1の自動光量制御動作では、スイッチ
手段25Aを閉じ、スイッチ手段25Bを開くことによ
り、抵抗24、スイッチ手段25Aのオン抵抗及びコン
デンサ26Aによって上述した位相補償を行う。そし
て、第1の自動光量制御動作が終了した時、サンプルホ
ールド回路13Aを構成するスイッチ手段14Aを開く
のと同じタイミングでスイッチ手段25Aを開くことに
より、第1の自動光量制御動作で位相補償を行っていた
時の誤差増幅器12の内部電圧がコンデンサ26Aに保
持される。
【0096】次に第2の自動光量制御動作では、スイッ
チ手段25Aを開き、スイッチ手段25Bを閉じること
により、抵抗24、スイッチ手段25Bのオン抵抗及び
コンデンサ26Bによって上述した位相補償を行う。そ
して、第2の自動光量制御動作が終了した時、サンプル
ホールド回路13Bを構成するスイッチ手段14Bを開
くのと同じタイミングでスイッチ手段25Bを開くこと
により、第2の自動光量制御動作で位相補償を行ってい
た時の誤差増幅器12の内部電圧がコンデンサ26Bに
保持される。
【0097】その後、再度第1の自動光量制御動作の実
行時になると、スイッチ手段25Aが再度閉じられる
が、このときコンデンサ26Aには、前回の第1の自動
光量制御動作時の内部電圧が既に保持されているので、
コンデンサ26Aに改めて位相補償容量と誤差増幅器1
2の内部電圧に応じた電荷のチャージ等を行う必要が無
く、第1の自動光量制御動作に要する時間を短縮するこ
とができる。また、誤差増幅器12の出力電圧の変動を
小さくすることができ、安定的な第1の自動光量制御動
作への移行を図ることができる。
【0098】また、その後、第2の自動光量制御動作に
移行したときも、上記と同様に、コンデンサ26Bに
は、前回の第2の自動光量制御動作時の内部電圧が既に
保持されているので、コンデンサ26Bに改めて位相補
償容量と誤差増幅器12の内部電圧に応じた電荷のチャ
ージ等を行う必要が無く、第2の自動光量制御動作に要
する時間を短縮できると共に、誤差増幅器12の出力電
圧の変動を小さくして安定的な第2の自動光量制御動作
への移行を図ることができる。
【0099】なお、上記実施形態では、誤差増幅器12
が図3のようにCMOS演算増幅器の基本回路により構
成され、位相補償手段23が誤差増幅器12の出力段の
入力N0と出力OUTとの間に設けられた例を説明した
が、本発明は、上記以外の構成の誤差増幅器にも適用可
能であり、位相補償手段の設置場所も限定されるもので
はない。
【0100】例えば、図7に示すように、ゲインの重畳
により誤差増幅器全体のゲインを増加させるべく、差動
増幅器90A、シフト段90B及び出力段90Cの3段
で構成され、位相補償手段23がシフト段90Bの出力
S0と出力段90Cの入力N0との間に設けられた誤差
増幅器90に対しても、本発明は適用可能である。
【0101】[第2実施形態]次に、第2実施形態とし
て、第1実施形態のレーザダイオード駆動装置35(図
1)を更に安定化するために、変調動作期間において、
誤差増幅器12の入出力電圧を一定にするための回路を
付与したレーザダイオード駆動装置を説明する。
【0102】図2に示すように、本実施形態に係るレー
ザダイオード駆動装置35Sでは、バッファ手段16A
の出力側がスイッチ手段21Dを介して、バッファ手段
16Bの出力側がスイッチ手段21Eを介して、それぞ
れ誤差増幅器12の非反転入力端子に接続されており、
誤差増幅器12の出力側がスイッチ手段21Cを介して
該誤差増幅器12の反転入力端子に接続されている。
【0103】また、位相補償手段23には、位相補償回
路として、抵抗24、スイッチ手段25Cのオン抵抗及
びコンデンサ26Cから成る回路と、抵抗24、スイッ
チ手段25Dのオン抵抗及びコンデンサ26Dから成る
回路とが追加されている。
【0104】なお、レーザダイオード駆動装置35Sで
は、第1の自動光量制御動作、変調動作、第2の自動光
量制御動作、変調動作が順に繰り返し実行される。ここ
で、便宜上、第1の自動光量制御動作の直後の変調動作
を第1の変調動作と、第2の自動光量制御動作の直後の
変調動作を第2の変調動作と、それぞれ称する。
【0105】このようなレーザダイオード駆動装置35
Sにおいて、第1の自動光量制御動作時には、スイッチ
手段14A、スイッチ手段21A、21B、及びスイッ
チ手段25Aが閉じ、スイッチ手段14B、スイッチ手
段21C、21D、21E、及びスイッチ手段25B、
25C、25Dが開く。第1の自動光量制御におけるフ
ィードバックループの動作は図1の場合と同じである。
また、位相補償手段23による誤差増幅器12の位相補
償は、スイッチ手段25Aを介してコンデンサ26Aを
用いて行われる。
【0106】そして、レーザダイオード1の出力パワー
が目標とする最大光量で安定になり、第1の自動光量制
御動作から第1の変調動作へ切り替わると、まず、スイ
ッチ手段14A、25Aを開く。その後、スイッチ手段
21A、21Bを開くと共に、スイッチ手段21C、2
1E、25Cを閉じる。第1の変調動作では、サンプル
ホールド回路13A、13Bに充電された変調電流制御
電圧、バイアス電流制御電圧を用いてレーザダイオード
1を発光駆動する。誤差増幅器12はボルテージ・フォ
ロワ構成となり、スイッチ手段21Eを介して該誤差増
幅器12に入力されるバイアス電流制御電圧が該誤差増
幅器12から出力される状態に設定される。また、誤差
増幅器12の位相補償は、スイッチ手段25Cを介して
コンデンサ26Cを用いて行われる。
【0107】上記で、スイッチ手段14A、25Aをそ
の他のスイッチ手段に先んじて開くことにより、他のス
イッチ手段の開閉により生じる制御電圧の変動、及びフ
ィードバックループの切断による誤差増幅器12の内部
電圧の変動によるコンデンサ15A、26Aの保持電圧
の変動を低減することができる。
【0108】そして、第1の変調動作から第2の自動光
量制御動作へ切り替わった時、スイッチ手段14B、2
1A、21B、25Bを閉じ、スイッチ手段14A、2
1C、21E、25Cを開く。第2の自動光量制御にお
けるフィードバックループの動作は図1(第1実施形
態)の場合と同じである。また、位相補償手段23によ
る誤差増幅器12の位相補償は、スイッチ手段25Bを
介してコンデンサ26Bを用いて行われる。
【0109】さらに、レーザダイオード1の出力パワー
が目標とする光量で安定になり、第2の自動光量制御動
作から第2の変調動作へ切り替わると、まず、スイッチ
手段14B、25Bを開く。その後、スイッチ手段21
A、21Bを開くと共に、スイッチ手段21C、21
D、25Dを閉じる。第2の変調動作でも、駆動電流を
変調出力する動作に関しては第1の変調動作と同様であ
る。誤差増幅器12はボルテージ・フォロワ構成とな
り、スイッチ手段21Dを介して該誤差増幅器12に入
力される変調電流制御電圧が該誤差増幅器12から出力
される状態に設定される。また、誤差増幅器12の位相
補償は、スイッチ手段25Dを介してコンデンサ26D
を用いて行われる。
【0110】上記で、スイッチ手段14B、25Bをそ
の他のスイッチ手段に先んじて開くことにより、他のス
イッチ手段の開閉により生じる制御電圧の変動、及びフ
ィードバックループの切断による誤差増幅器12の内部
電圧の変動によるコンデンサ15B、26Bの保持電圧
の変動を低減することができる。
【0111】以上のシーケンスにより、位相補償手段2
3のコンデンサについて、第1及び第2の自動光量制御
動作期間、もしくは第1及び第2の変調期間でスイッチ
手段25A、25B、25C、25Dにより個別に接続
を切り替えることにより、各動作の切り替わり時におい
て位相補償手段23のコンデンサを再充電する必要がな
くなる。これにより、自動光量制御動作に要する時間を
大幅に短縮することができる。
【0112】その上、第1の変調動作時に、スイッチ手
段21Eを介して誤差増幅器12に入力されるバイアス
電流制御電圧が該誤差増幅器12から出力される状態に
設定されているので、第1の変調動作から第2の自動光
量制御動作に移行したときに、誤差増幅器12の出力電
圧が連続的な電圧値で推移することとなる。また、第2
の変調動作時に、スイッチ手段21Dを介して誤差増幅
器12に入力される変調電流制御電圧が該誤差増幅器1
2から出力される状態に設定されているので、第2の変
調動作から第1の自動光量制御動作に移行したときに、
誤差増幅器12の出力電圧が連続的な電圧値で推移する
こととなる。
【0113】これにより、変調動作から自動光量制御動
作に移行した場合について、誤差増幅器12の出力電圧
の変動を低減し、自動光量制御動作に要する時間をさら
に短縮することができる。
【0114】ところで、上記第1、第2実施形態で説明
した図1及び図2に示す回路は、1つの誤差増幅器を共
用してバイアス電流と変調電流とを自動的に調整する回
路の一例であり、この他にも1つの誤差増幅器を共用し
てバイアス電流と変調電流とを自動的に調整する回路が
知られている。本発明は、このように1つの誤差増幅器
を共用して複数の電流値(例えば、バイアス電流値と変
調電流値)を順番に自動的に調整する回路に対して適用
可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。
【0115】また、図1及び図2において、鎖線27で
囲った回路が集積化の対象となる回路に相当する。但
し、位相補償手段23は、誤差増幅器12に内蔵しても
良いし、誤差増幅器12に外部接続して構成しても良
い。ここでは、外部接続による外付け部品の増加やアッ
センブリを考慮した場合、位相補償手段23の抵抗、ス
イッチ手段、コンデンサを全て内蔵した方が好ましい。
ところが、コンデンサは通常ポリシリコンもしくは金属
配線で酸化膜を挟み込むことにより作成されるので、上
記のようにコンデンサを内蔵した場合、単位面積当たり
の保持容量が小さくなり、トランジスタなどの他の機能
素子に比較して集積化率を著しく低下させることがあ
る。このためコンデンサで保持するべき電気容量が大き
い場合には、コンデンサを外付けにした方が好ましいケ
ースもある。
【0116】図1には、位相補償手段23の抵抗、スイ
ッチ手段、コンデンサを全て外付けとした場合の例を示
しており、図2には、コンデンサのみを外付けとして抵
抗及びスイッチ手段を内蔵させた場合の例を示してい
る。コンデンサについては、受光器の負荷抵抗の大きさ
及びフィードバックループ内の系の違いに応じてフィー
ドバックループの周波数特性が変化するので、要求され
る機器の仕様に応じて、容量値を調整する必要がある。
図2のようにコンデンサのみを外付けとしスイッチ手段
を内蔵させれば、該コンデンサの容量値の切替えを行う
スイッチ手段をスイッチング制御する制御回路も誤差増
幅器12に内蔵させることができ、実装する際の部品点
数を削減できる、という利点が有る。
【0117】[第3実施形態]以下、図面を参照して、
請求項3記載の発明に係る第3実施形態を説明する。図
8には、単一のフィードバックループを用いてレーザダ
イオード101の光量を単一の目標レベルに調整するレ
ーザダイオード駆動装置100の構成が示されている。
【0118】このレーザダイオード駆動装置100に
は、基準電圧発生回路108が設けられており、この基
準電圧発生回路108は可変抵抗器109により電源電
圧を分圧し所望の基準電圧VRを得ている。この基準電
圧VRに応じた基準信号はバッファ手段110B、スイ
ッチ手段120Bを介して誤差増幅器111の非反転入
力端子に入力される。
【0119】また、レーザダイオード駆動装置100に
はレーザダイオード101が設けられており、このレー
ザダイオード101が出力するレーザ光は光検出器10
2により受光される。該光検出器102が出力する光モ
ニタ電流は可変抵抗器119により電流−電圧変換さ
れ、変換で得られたモニタ電圧VMに応じたモニタ信号
が、サンプルホールド回路105、バッファ手段110
A、スイッチ手段120Aを介して誤差増幅器111の
反転入力端子に入力される。上記サンプルホールド回路
105は、一端が可変抵抗器119の出力端に接続され
たスイッチ手段106と、該スイッチ手段106の他端
に接続され且つ接地されたコンデンサ107とにより構
成されている。
【0120】誤差増幅器111では、基準電圧VRとモ
ニタ電圧VMとで誤差増幅が行われ、誤差増幅後の信号
(誤差増幅信号)はサンプルホールド回路112に入力
される。サンプルホールド回路112は、一端が誤差増
幅器111の出力端に接続されたスイッチ手段113
と、該スイッチ手段113の他端に接続され且つ接地さ
れたコンデンサ114とにより構成されている。
【0121】スイッチ手段113が閉じている場合、誤
差増幅器111からの誤差増幅信号はバッファ手段11
5の非反転入力端子に入力される。このバッファ手段1
15の出力側は、該バッファ手段115の反転入力端子
に接続されていると共に、スイッチ手段120Dを介し
て誤差増幅器111の非反転入力端子に接続されてい
る。また、バッファ手段115の出力側は駆動電流出力
回路117の入力端に接続されている。なお、誤差増幅
器111の出力側は、スイッチ手段120Cを介して該
誤差増幅器111の反転入力端子に接続されている。
【0122】駆動電流出力回路117の構成は、第1実
施形態の駆動電流出力回路17Aの構成(図4)と同様
であり、信号入力回路116の構成は、第1実施形態の
信号入力回路19の構成(図5)と同様であるので、説
明を省略する。
【0123】駆動電流出力回路117で発生する駆動電
流は、自動光量制御期間において、上記モニタ電圧VM
が基準電圧VRに一致するよう調整することで任意のレ
ーザ光量に相当するよう設定される。一方、変調期間に
おいては、駆動電流は信号入力端子103A、103
B、103C、103Dから入力される強度変調データ
信号に応じて16段階に強度変調され、バイアス電流出
力回路118により供給されるバイアス電流と電流加算
されて、加算後の駆動電流によってレーザダイオード1
が発光駆動される。
【0124】次に、スイッチ手段の切替えにより選択さ
れる各動作モードについてそれぞれ説明する。なお、ス
イッチ手段120A、120B、120C、120D、
106、113の開閉動作は、図示しない制御装置が出
力するスイッチ信号により制御される。
【0125】最初に、自動光量制御動作について説明す
る。
【0126】自動光量制御動作は、スイッチ手段120
A、120B、106、113を閉じ、スイッチ手段1
20C、120Dを開くことにより選択される。光検出
器102はレーザダイオード101が出力する光出力を
受光して、それに準じた光電流を出力する。この光電流
を可変抵抗器119により電流−電圧変換し、そのモニ
タ電圧VMは、スイッチ手段106、バッファ手段11
0A、スイッチ手段120Aを介して誤差増幅器111
の反転入力端子に入力される。一方、基準電圧発生回路
108で発生した基準電圧VRは、バッファ手段110
B、スイッチ手段120Bを介して誤差増幅器111の
非反転入力端子に入力される。
【0127】誤差増幅器111は、モニタ電圧VMと基
準電圧VRとを比較し、その差に応じた電圧VSを出力
し、スイッチ手段113を介して、コンデンサ114を
充電する。コンデンサ114に充電される電圧VCはバ
ッファ手段115を介して、レーザ駆動電流出力回路1
17に入力され、以下のようにして電流源を流れる電流
を制御する。
【0128】例えば、バッファ手段115の出力電圧V
C’は、図4に示されるレーザ駆動電流出力回路の端子
42に入力され、信号入力回路19により、スイッチ信
号群20Aをすべて「H」、スイッチ信号群20Bをす
べて「L」にすることで、差動スイッチ手段41A、4
1B、41C、41Dを介して、電流源40A、40
B、40C、40Dを流れる電流がすべてレーザダイオ
ード101(図8)を流れるように制御する。
【0129】実際にレーザダイオード101には、駆動
電流出力回路117が出力する電流とバイアス電流出力
回路118が出力する電流とを重畳した電流が流れ、該
重畳した電流によりレーザダイオード101が駆動され
発光する。この出力光は光検出器102により受光さ
れ、負帰還することにより、レーザダイオード101の
光量が、目標とする光量に調整される。なお、目標とす
る光量は、基準電圧発生回路108が発生する基準電圧
VRを調整するか、もしくは電流−電圧変換回路を構成
する可変抵抗器119の抵抗値を調整することにより、
調整可能とされている。レーザダイオード101を流れ
る駆動電流が安定になったところで、スイッチ113が
開放され、その時の駆動電流制御電圧VCがコンデンサ
114に保持される。
【0130】自動光量制御動作から変調動作に移行する
場合には、スイッチ手段120A、120B、120
C、120Dが切断することにより生じる誤差増幅器1
11の出力電圧変動の影響を防ぐべく、スイッチ手段1
13をスイッチ手段120A、120B、120C、1
20Dよりも先に開放することで、駆動電流制御電圧V
Cをコンデンサ114に保持することが望ましい。
【0131】また、スイッチ手段113と同時にサンプ
ルホールド回路105のスイッチ手段106が開放さ
れ、自動光量制御動作終了時に光検出器102が出力し
ていたモニタ電圧VMがコンデンサ107に保持され
る。スイッチ手段113と同時にサンプルホールド回路
105のスイッチ手段106を開放することで、モニタ
電圧VMの変動を防ぐことができる。
【0132】次に、変調動作について説明する。変調動
作は、コンデンサ114に保持された駆動電流制御電圧
VCを用いて以下のように行われる。この制御電圧VC
はバッファ手段115を介して駆動電流出力回路117
に入力され、強度変調信号103A、103B、103
C、103D、およびパルス幅変調信号104の外部制
御信号により、16段階の変調電流に変換され、前記バ
イアス電流と加算されて、レーザダイオード101に流
れる駆動電流を自在に変調する。
【0133】この変調動作を行う期間において、スイッ
チ手段120A、120B、106、113がそれぞれ
開き、スイッチ手段120Cとスイッチ手段120Dが
それぞれ閉じる。そのため誤差増幅器111は、バッフ
ァ手段115が出力する制御電圧VC’を入力とするボ
ルテージ・フォロワ回路として動作する。即ち、バッフ
ァ手段115が出力する制御電圧VCがスイッチ手段1
20Dを介して誤差増幅器111に入力され、スイッチ
手段120Cを閉じたことで、制御電圧VCが誤差増幅
器111から出力される状態に設定される。また、サン
プルホールド回路105のコンデンサ107には、目標
とするモニタ電圧VMに略一致する電圧が保持される。
【0134】そして、変調動作から自動光量制御動作に
移行したとき、コンデンサ107には、目標とするモニ
タ電圧VMに略一致する電圧が保持されているため、例
えば自動光量制御動作に入る直前にレーザダイオード1
01が消灯もしくは低光量で発光していて、光検出器1
02から出力される光電流が少ない場合においても、誤
差増幅器111に入力されるモニタ電圧は目標とするモ
ニタ電圧VMに略一致する電圧となり、目標とするモニ
タ電圧VMとの電圧差が非常に少ないので、モニタ電圧
の立ち上がりの遅れを小さくすることができる。また、
コンデンサ107に蓄積されたモニタ電圧VM1がスイ
ッチ手段105Aを介して光検出器102と可変抵抗器
119の接続端の電圧をチャージするので、長い収束時
間を必要とする光モニタ電流−モニタ電圧変換部の収束
を早める効果がある。
【0135】図11(A)〜(C)はレーザダイオード
駆動装置100の動作を説明するための波形図である。
図11(A)〜(C)において期間P2、P4は自動光
量制御動作期間を示し、期間P1、P3は変調動作期間
を示している。
【0136】自動光量制御動作期間P2から変調動作期
間P3に移行する際、図11(A)のモニタ電圧波形に
示されるように、自動光量制御により安定化した光検出
器102のモニタ信号がサンプルホールド回路105に
より保持され、変調動作期間P3でも引続き出力され
る。これにより、変調動作期間P3から自動光量制御動
作期間P4に移行する場合において、コンデンサ107
の保持電圧VMがスイッチ手段106を介して、光検出
器102と可変抵抗器119の接続端の電圧を保持電圧
VMでチャージし、かつ、誤差増幅器111に入力され
るモニタ電圧が目標とするモニタ電圧VMに略一致する
ので、モニタ電圧の立ち上がりの遅れを防止できる。
【0137】また、サンプルホールド回路112が保持
した制御電圧VCを入力としボルテージ・フォロワ構成
となった誤差増幅器111の出力(図11(B))は、
自動光量制御動作期間P2から変調動作期間P3にかけ
て制御電圧VCのまま維持される。
【0138】従って、変調動作期間P3から自動光量制
御動作期間P4に移行する際の誤差増幅器111の入出
力端子電圧の変動量が少なくなるので、レーザ光量が目
標光量に高速に整定されることとなり、かつモニタ電圧
の立ち上がりの遅れによるレーザ駆動電流のオーバーシ
ュートを大幅に低減することができる。
【0139】また、図11に示す変調動作期間P1から
自動光量制御動作期間P2への移行は、図11(C)よ
り明らかなように、レーザダイオード101を自動光量
制御期間P2の直前に最大光量で発光させた場合である
が、サンプルホールド回路105により前回の自動光量
制御動作時のモニタ電圧VMが変調動作時においても保
持されているので、レーザダイオード101の出力光量
の大小にかかわらず、誤差増幅器111の出力電圧の変
動を低減することができる。
【0140】[第4実施形態]次に、第4実施形態とし
て、レーザダイオードを駆動するための駆動電流出力回
路が複数設けられたレーザダイオード駆動装置に、請求
項3記載の発明を適用した実施形態を説明する。なお、
上記レーザダイオード駆動装置としては、光ディスク駆
動装置のように、再生光量と書き込み光量の異なる2種
類のレーザダイオード出力光を必要とし、各駆動電流出
力回路が異なる光出力を出力するレーザダイオード駆動
装置等が挙げられる。
【0141】図9に示すレーザダイオード駆動装置10
0Sは、前述した図8のレーザダイオード駆動装置10
0と同様な構成であるが、このレーザダイオード駆動装
置100Sには、2つの駆動電流出力回路117、11
7Sが設けられており、このうち駆動電流出力回路11
7で発生する駆動電流I1を設定するために、基準電圧
発生回路108A、サンプルホールド回路112A、1
05Aが設けられ、駆動電流出力回路117Sで発生す
る駆動電流I2を設定するために、基準電圧発生回路1
08B、サンプルホールド回路112B、105Bが設
けられている。
【0142】即ち、レーザダイオード駆動装置100S
では、駆動電流出力回路117で発生する駆動電流I1
を設定する第1の自動光量制御動作と、駆動電流出力回
路117Sで発生する駆動電流I2を設定する第2の自
動光量制御動作とが行われる。
【0143】第1の自動光量設定動作では、スイッチ手
段120A、120B、106A、113A、122
A、123Aを閉じ、それ以外のスイッチ手段を開くこ
とにより、モニタ電圧VMと基準電圧発生回路108A
が発生する基準電圧VR1とが誤差増幅器111により
比較され、可変抵抗器119の抵抗値と上記基準電圧V
R1とで規定されるレーザ光量が負帰還フィードバック
制御により設定される。
【0144】この時、誤差増幅器111の出力電圧がサ
ンプルホールド回路112Aのコンデンサ114Aに充
電されると共に、光検出器102に係るモニタ出力電圧
がサンプルホールド回路105Aのコンデンサ107A
に充電される。
【0145】そして、レーザダイオード101の光量が
第1の目標光量で安定した時に、スイッチ手段106
A、113Aをそれぞれ開き、第1の目標光量に対応す
る光検出器102のモニタ電圧VM1をサンプルホール
ド回路105Aに保持し、第1の目標光量に対応するレ
ーザ光量が得られる制御電圧VC1をサンプルホールド
回路112Aに保持する。
【0146】第2の自動光量制御動作でも上記同様に、
スイッチ手段120A、120B、106B、113
B、122B、123Bを閉じ、それ以外のスイッチ手
段を開くことにより、モニタ電圧VMと基準電圧発生回
路108Bが発生する基準電圧VR2とが誤差増幅器1
11により比較され、可変抵抗器119の抵抗値と上記
基準電圧VR2とで規定されるレーザ光量が負帰還フィ
ードバック制御により設定される。
【0147】この時、誤差増幅器111の出力電圧がサ
ンプルホールド回路112Bのコンデンサ114Bに充
電されると共に、光検出器102に係るモニタ出力電圧
がサンプルホールド回路105Bのコンデンサ107B
に充電される。
【0148】そして、レーザダイオード101の光量が
第2の目標光量で安定した時に、スイッチ手段106
B、113Bをそれぞれ開き、第2の目標光量に対応す
る光検出器102のモニタ電圧VM2をサンプルホール
ド回路105Bに保持し、第2の目標光量に対応するレ
ーザ光量が得られる制御電圧VC2をサンプルホールド
回路112Bに保持する。
【0149】変調期間中の駆動電流は、第1の自動光量
制御動作で得られた制御電圧VC1を用いてレーザ駆動
電流出力回路117が出力する駆動電流Is1、もしく
は第2の自動光量制御動作で得られた制御電圧VC2を
用いてレーザ駆動電流出力回路117Sが出力する駆動
電流Is2のいずれか一方を選択してレーザダイオード
101を駆動する場合と、両者の合成電流(Is1+I
s2)でレーザダイオード101を駆動する場合があ
る。
【0150】変調動作では、スイッチ手段120Cを閉
じると共に、スイッチ手段120D1またはスイッチ手
段120D2のいずれか一方を閉じ、これら以外のスイ
ッチ手段を開く。
【0151】ここで、変調動作後に第1の自動光量制御
動作が行われるケースであれば、スイッチ手段120
C、120D1を閉じ、第1の自動光量制御動作直前の
変調動作期間において、誤差増幅器111の出力電圧
を、サンプルホールド回路112Aに保持された電圧
(=第1の目標光量に対応する制御電圧VC1)に略一
致させておく。
【0152】そして、第1の自動光量制御動作時になる
と、スイッチ手段106A、122Aを閉じ、スイッチ
手段106B、122Bを開くことにより、バッファ手
段110Aの入力電圧は、第1の自動光量制御動作での
目標光量に対応するモニタ電圧VM1に略一致した電圧
となり、モニタ電圧の立ち上がりの遅れを小さくするこ
とができる。また、コンデンサ107に蓄積されたモニ
タ電圧VM1がスイッチ手段105Aを介して光検出器
102と可変抵抗器119の接続端の電圧をチャージす
るので、長い収束時間を必要とする光モニタ電流−モニ
タ電圧変換部の収束を早める効果がある。
【0153】これにより、変調動作期間の終了時のレー
ザ光量が低く、それに対応してモニタ電圧が小さい場合
においても、第1の自動光量制御動作開始時では、バッ
ファ手段110A、スイッチ手段120Aを介して誤差
増幅器111の反転入力端子に入力される電圧は、前回
の第1の自動光量制御動作での目標光量に対応するモニ
タ電圧VM1に略一致した電圧となり、スイッチ手段1
23Aを閉じることにより選択される基準電圧VR1と
略一致することになるので、第1の自動光量制御動作に
要する時間を大幅に短縮できる。
【0154】また、変調動作後に第2の自動光量制御動
作が行われるケースについても、同様に動作すること
で、同様の効果を得ることができる。
【0155】このように、誤差増幅器111の反転入力
端子に入力されるモニタ電圧の収束性が悪いことにより
引き起こされる誤差増幅器111の出力電圧の変動を大
幅に低減でき、モニタ電圧の収束時間の短縮とオーバー
シュートの低減に大きな効果がある。
【0156】[第5実施形態]次に、第5実施形態とし
て、図10を用いて、第4実施形態のレーザダイオード
駆動装置100S(図9)の自動光量制御期間を更に短
縮するために好適なレーザダイオード駆動装置の回路を
説明する。
【0157】前述した図9に示す回路構成では、変調動
作から自動光量制御動作に切り替わる瞬間にスイッチ手
段106A、106Bを閉じて、光検出器102の出力
端と保持コンデンサ107A、107Bの端子とを接続
するために、自動光量制御動作を開始した瞬間のモニタ
電圧が若干不安定になるケースがあったが、図10に示
す回路は、このモニタ電圧を安定化するものである。
【0158】図10の回路の動作は、スイッチ信号18
3A、183B、183C、183Dにより選択される
スイッチ手段182A、182B、182C、182D
の切替えによって決定される。
【0159】第1の自動光量制御動作時には、スイッチ
手段182A、182B、182Dは開き、スイッチ手
段182Cは閉じる。レーザダイオードの出力光は光検
出器102で受光され、可変抵抗器119により発生す
るモニタ電圧VM1は、スイッチ手段182Cを介して
コンデンサ171にサンプリングされる。
【0160】一方、演算増幅器184によりMOSトラ
ンジスタ186のゲート電圧が制御され抵抗185とM
OSトランジスタ186との接続端子190の電圧はモ
ニタ電圧VM1に一致する。また、MOSトランジスタ
186と抵抗187との接続端子191は図9の電圧端
子VM、バッファ手段110Aを介してスイッチ手段1
20Aに接続されており、接続端子191の電圧VM
1’は誤差増幅器111に入力される。レーザダイオー
ドの出力光が目標値に達したときにスイッチ手段182
Cは切断され、コンデンサ171に第1の自動光量制御
期間の最終モニタ電圧VM1が保持される。
【0161】次の第1の自動光量制御動作の直前の変調
期間では、スイッチ手段182A、182B、182C
が開き、スイッチ手段182Dが閉じることにより、コ
ンデンサ171に保持されている最終モニタ電圧VM1
が、演算増幅器181Aから出力され、スイッチ手段1
82Dを介して演算増幅器184に入力される。演算増
幅器184によりMOSトランジスタ186のゲート電
圧が制御されるので、抵抗185とMOSトランジスタ
186との接続端子190の電圧はモニタ信号VM1に
一致し、MOSトランジスタ186と抵抗187との接
続端子191の電圧は前記モニタ信号VM1’に一致す
る。
【0162】そして、変調動作から第1の自動光量制御
動作に移行する際に、再度スイッチ手段182Dが開
き、代わってスイッチ手段182Cが閉じる。この時、
図9におけるモニタ電圧端子VMから見たモニタ電圧の
変動は、図9に示す回路構成の場合よりも図10に示す
回路構成の場合の方が少なくなる(詳細は以下に記
載)。このため、オーバーシュートを更に低減すること
が可能である。以下、具体的に、変調動作時にレーザダ
イオードが消灯している状態から自動光量制御動作に移
行したケースを例にとって、図9、図10の各回路での
モニタ電圧の変動を説明する。
【0163】図9の回路の場合、変調動作でレーザダイ
オード101が消灯しているとき、光検出器102に流
れる電流(PD電流)も0であるので、可変抵抗器11
9と光検出器102との接続端は5V(=電源電圧)と
なり、この状態から自動光量制御動作へと移行する。自
動光量制御動作時のPD電流を0.1mA、可変抵抗器
119の抵抗値を10kΩとすると、最終的にモニタ電
圧VMは4V(=5−10kΩ×0.1mA)に整定す
る。
【0164】ここで、コンデンサ107Aの容量を1n
Fとし、充電すべき光検出器102の容量と寄生容量の
和を10pFと仮定すれば、5Vと4Vとの1Vの電位
差を充電した場合、0.01V(=1V×10pF/1
nF)の誤差が生じる。即ち、光検出器102のカソー
ド部の電圧(=可変抵抗器119と光検出器102との
接続端の電圧)は、変調動作時の5Vから、自動光量制
御動作への切り替わり時に4.01Vとなり、その後自
動光量制御動作により4Vに収束する。
【0165】一方、図10の回路では、変調動作時に
は、例えば、ボルテージフォロワ構成の演算増幅器18
1Aとスイッチ手段182Dにより可変抵抗器119と
光検出器102との接続端に、コンデンサ171に保持
された電圧(=前回の自動光量制御動作時の最終モニタ
電圧VM1)が出力されるので、光検出器102に流れ
る電流(PD電流)が0であっても、光検出器102の
カソード部の電圧(=可変抵抗器119と光検出器10
2との接続端の電圧)は上記最終モニタ電圧VM1で一
定となる。即ち、光検出器102のカソード部の電圧
は、変調動作時、自動光量制御動作への切り替わり時、
自動光量制御動作時を通して、4Vでほぼ一定に維持さ
れる。
【0166】このように図9におけるモニタ電圧端子V
Mから見たモニタ電圧の変動は、図9に示す回路構成の
場合よりも図10に示す回路構成の場合の方が少なくな
る。
【0167】なお、第2の自動光量制御動作について
も、上記と同様にスイッチ手段182A、182Bを開
閉することにより、同様の効果を得ることができる。
【0168】また、図10に示す回路189を取り去る
ことにより、図10に示す回路を図8の回路に対応させ
ることができる。
【0169】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、再度光量制御期間になったとき、位相補償
手段には既に前回の光量制御期間の終了時での誤差増幅
手段の内部電圧が保持されているので、改めて位相補償
容量と誤差増幅手段の内部電圧に応じた電荷の充電を行
う必要が無く、光量制御動作に要する時間を短縮するこ
とができると共に、誤差増幅手段の出力電圧の変動を小
さくして安定的な光量制御動作への移行を図ることがで
きる。
【0170】また、請求項2記載の発明によれば、複数
の基準値の各々に関する光量制御期間において、光量制
御動作に要する時間の短縮及び安定的な光量制御動作へ
の移行を図ることができる。
【0171】また、請求項3記載の発明によれば、再度
光量制御期間になったとき、第2の保持手段には既に前
回の光量制御期間の終了時での受光検出手段からの検出
値が保持されているので、受光検出手段による検出値の
変動及び誤差増幅手段に入力される検出値の変動を小さ
く抑えることができ、受光検出手段による検出値が安定
するまでの収束時間を短縮して、光量制御動作に要する
時間を短縮することができると共に安定的な光量制御動
作への移行を図ることができる。
【0172】また、請求項4記載の発明によれば、光量
制御期間の直前の期間に、第2の保持手段により保持さ
れた検出値が受光検出手段に供給され、光量制御期間の
直前の期間から光量制御期間にかけて、受光検出手段の
検出値が第2の保持手段により保持された検出値に確実
に維持されるので、光量制御期間の開始時に受光検出手
段の検出値が不安定になることを回避することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態に係るレーザダイオード駆動装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】 第2実施形態に係るレーザダイオード駆動装
置の構成を示すブロック図である。
【図3】 誤差増幅器の回路構成例を示す概略図であ
る。
【図4】 駆動電流出力回路の回路構成例を示す概略図
である。
【図5】 信号入力回路の回路構成例を示す概略図であ
る。
【図6】 (A)は周波数−ゲイン特性を示すボード線
図であり、(B)は周波数−位相特性を示すボード線図
である。
【図7】 誤差増幅器の他の回路構成例を示す概略図で
ある。
【図8】 第3実施形態に係るレーザダイオード駆動装
置の構成を示すブロック図である。
【図9】 第4実施形態に係るレーザダイオード駆動装
置の構成を示すブロック図である。
【図10】 第5実施形態に係るレーザダイオード駆動
装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図11】 第3実施形態に係るレーザダイオード駆動
装置の動作を説明するためのグラフであり、(A)はモ
ニタ電圧VMの推移を、(B)は誤差増幅器の出力電圧
VHの推移を、(C)はレーザ駆動電流Iの推移を、そ
れぞれ示すグラフである。
【図12】 レーザダイオードの光量を異なる複数の目
標レベルに調整する従来のレーザダイオード駆動装置の
構成を示すブロック図である。
【図13】 レーザダイオードの光量を単一の目標レベ
ルに調整する従来のレーザダイオード駆動装置の構成を
示すブロック図である。
【図14】 図13のレーザダイオード駆動装置の動作
を説明するためのグラフであり、(A)はモニタ電圧V
Mの推移を、(B)は誤差増幅器の出力電圧VHの推移
を、(C)はレーザ駆動電流Iの推移を、それぞれ示す
グラフである。
【図15】 特開平9−45980号公報のレーザ駆動
回路の概略構成図である。
【図16】 特開昭62−243137号公報のレーザ
駆動回路の概略構成図である。
【符号の説明】
1、101 レーザダイオード 2、102 光検出器 12、111 誤差増幅器 13A、13B、105、112 サンプルホールド
回路 14A、14B、21A〜21E、25A〜25D
スイッチ手段 106、113、120A〜120D スイッチ手段 15A、15B、26A〜26D、107、114
コンデンサ 17A、17B、117 駆動電流出力回路 19、116 信号入力回路 23 位相補償手段 35、35S、100、100S レーザダイオード
駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/04 10/06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオードからのレーザ光を受光
    し該受光量に応じた検出値を出力する受光検出手段と、 前記受光検出手段により出力された検出値と所定の基準
    値とを比較して誤差増幅する誤差増幅手段と、 前記誤差増幅手段による誤差増幅後の出力値を保持する
    保持手段と、 前記保持手段により保持された前記出力値に基づいて前
    記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、 を有するレーザダイオード駆動装置において、 前記レーザダイオードの発光量の検出値が前記所定の基
    準値に等しくなるときの該レーザダイオードの駆動電流
    値を設定するための光量制御期間に、前記誤差増幅手段
    内の所定箇所に電気的に接続され位相補償を行うと共に
    該誤差増幅手段の内部電圧を保持する位相補償手段を設
    けたことを特徴とするレーザダイオード駆動装置。
  2. 【請求項2】 レーザダイオードからのレーザ光を受光
    し該受光量に応じた検出値を出力する受光検出手段と、 前記受光検出手段により出力された検出値と所定の複数
    の基準値の各々とを比較して誤差増幅する誤差増幅手段
    と、 前記誤差増幅手段による誤差増幅後の出力値を保持する
    保持手段と、 前記保持手段により保持された前記出力値に基づいて前
    記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、 を有するレーザダイオード駆動装置において、 前記レーザダイオードの発光量の検出値が各基準値に等
    しくなるときの該レーザダイオードの駆動電流値を設定
    するための各基準値毎の光量制御期間に、前記誤差増幅
    手段内の所定箇所に電気的に接続され位相補償を行うと
    共に該誤差増幅手段の内部電圧を保持する各基準値毎の
    位相補償手段を設けたことを特徴とするレーザダイオー
    ド駆動装置。
  3. 【請求項3】 レーザダイオードからのレーザ光を受光
    し該受光量に応じた検出値を出力する受光検出手段と、 前記受光検出手段により出力された検出値と所定の基準
    値とを比較して誤差増幅する誤差増幅手段と、 前記誤差増幅手段による誤差増幅後の出力値を保持する
    第1の保持手段と、 前記第1の保持手段により保持された前記出力値に基づ
    いて前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、 を有するレーザダイオード駆動装置において、 前記レーザダイオードの発光量の検出値が前記所定の基
    準値に等しくなるときの該レーザダイオードの駆動電流
    値を設定するための光量制御期間に、前記受光検出手段
    の出力側及び前記誤差増幅手段の検出値の入力側に接続
    され該受光検出手段により出力された検出値を保持する
    第2の保持手段を設けたことを特徴とするレーザダイオ
    ード駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記光量制御期間の直前の期間に、前記
    第2の保持手段により保持された前記検出値を前記受光
    検出手段に供給する供給手段をさらに設けたことを特徴
    とする請求項3記載のレーザダイオード駆動装置。
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