JPS58222580A - 発光機能を有するダイオ−ドの光出力制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は発光機能を有するダイオードの光出力制御回
路に関し、特にレーザダイオードの光出力を一定に維持
する光出力制御回路に関する。

第１図はレーザダイオードの光出力制御回路の１例を示
す図であり、ｌがレーザダイオードであって駆動トラン
ジスタ２のコレクタ電流により駆動されろ。このレーザ
ダイオード１のレーザ出力を受光するいわゆるモニタダ
イオード３設けられており、このダイオード３に流れる
電流が抵抗Ｒ１により検出され電圧変換される。この電
圧は差動アンプ４の逆相入力となっており、その正相入
力には基準電圧■Ｒが印加されている。この差動アンプ
４の出力は、抵抗】ｔ３．コンデンサＣ１からなるロー
パスフィルタ５を介して駆動アンプ６０１人力となって
いる。このアンプ６の出力によりトランジスタ２がベー
ス駆動される。尚、抵抗Ｒ２は差動アンプ４の帰還抵抗
であり、抵抗Ｒ４はトランジスタ２のエミッタ抵抗であ
る。

かかる構成で、先ず電源投入の瞬間ではレーザダイオー
ド】に電流が流れていないためにモニタダイオード３の
光電流は零となっている。従って、アンプ４０入力は、
逆相側がＯ■、正相側が■Ｒであり出力電圧は正の電圧
となる。この出力電圧がフィルタ５により遅れて駆動ア
ンプ６の正相入力へ印加され、その結果レーザダイオー
ド１に電流が流れ始める。これによりレーザダイオード
１からレーザ光が発生されてモニタダイオード３に受光
され光電流が流れる。最終的には抵抗Ｒ１の両端電圧が
略■Ｒと同じ値となって回路は平衡状態となるのである
。

ここで、レーザダイオード１に流れる電流をＩＤ（ｍＡ
）、モニタダイオード３に流れる電流を■ｌ（μＡ）と
し、これら各電流を求めると次式となる。

１　、　＝　Ａ　Ｂ　（ＩＤ　　１−ｔｈ、　）　　　
　　　　　・・（１）”ｏ−（１＋　　％／Ｒ＋）Ｒ２
／Ｒ４・・・（２）Ａはモニタダイオード３の充電流感
度（ｐＡ／ｍＷ）。

■３はレーザダイオード１の変換ゲイン（ｍＷ／ｍｌ’
）　。

ｒ−ｔｈはレーザダイオードのスレッシュホールド電流
（ｍＡ）である。これら（１）、（２）式より、Ｉ　、
　＝　（Ｒ２Ｖ、／Ｒ，、−Ｒ４Ｉｔｈ　）／（Ｒ４／
ＡＪ３＋Ｒ，、）　　　・・・（３）となる。この（３
）式で表わされる電流■、が一定になるように制御され
れば、レーザダイオード１の光出力Ｐ。は一定となる。

いま、（３）式中の各パラメータを定数とすれば、基準
電圧ＶＲ（（より定まる一定の光出力に制御されること
が判る。

しかしながら、レーザダイオード１の電流ｌＤ対光出力
Ｐ。の特性は、第２図のように温度条件により羞しく変
化することから、スレッシュホールド電流Ｉ４Ａも著し
く変化することになる。このｘｔｈは経時変化によって
も大きく変化することが知られており、よって、（３）
式の１．なる値はＩｔｈの温度変化や経時変化により大
きく変動することになる。

すなわち、第１図の回路では、レーザダイオード１の光
出力Ｐ。の目標値が温度や時間に伴って著しく変動し良
好な光制御特性を得ることは困難となっている。

具体的条件の下に、光出力の目標値に対応したモニタダ
イオード３の電流■１の変化を計算してみる。ＶＲ＝０
．ＩＶ、Ｒ，＝１０にΩ、　Ｒ，２＝　２００　ＫΩ、
　Ｒ４＝　２０Ω、　Ａ　＝　１０　ｐＡ／ｍＷ　、　
Ｂ　＝　Ｉ　ｍＷ／ｍＡとすれば、Ｉｔｈ、　＝　４５
．ｍＡＯ時Ｉ、　＝　５．４４　／４Ａ　、　１．、！
Ａ　＝　３０　ｍＡの時Ｉ、　＝　６．９　ｐｋ　、　
Ｉｔｈ＝　１５　ｍＡの時Ｉ、　＝　８．４　ｐＡとな
る。

すなわち、Ｉ４Ａが±１５ｙｘＡ変化すると、■１は±
２１係変動し、よってレーザダイオード出力Ｐ。が±２
１チ変動することになる。抵抗Ｒ２の値を犬とすれば、
（３）式より判るように、その変動幅は減少するが差動
アンプ４の特性上抵抗Ｒ２の値を大とするには限界があ
る。

尚、第３図は第１図の回路を機能表現したブロック図で
あり、ｉ／Ｖ　、Ｖ／Ｉは夫々電流−電圧変換、電圧−
電流変換の各機能を意味する。本発明の目的はレーザダ
イオードのスレッシュホールド電流の変動にもかかわら
ずダイオードの光出力を一定に維持し得る光出力制御回
路を提供することである。

本発明による発光機能を有するダイオードの光出力制御
回路は、光出力の制御目標値を決定するパラメータを当
該ダイオードの動作電流に応じて制御するようにしたこ
とを特徴としている。

以下に図面を用いて本発明を説明する。

第４図は本発明の実施例の回路図であり、第１図と同等
部分は同一符号により示されその説明は省略する。本例
では、レーザダイオード１に流れる動作電流■Ｄを検出
してこの電流に応じて差動アンプ４の正相入力である基
準電圧（第１図ではＶＲ）を制御するようにしたもので
ある。そのために、差動アンプ７が設けられており、こ
の正相入力へ、トランジスタ２のエミッタ抵抗Ｒ４によ
る電圧が抵抗１％、　、　Ｒ６により分圧されて印加さ
れている。その逆相入力には基準電圧ＶＲ＋が抵抗Ｒ８
を介して供給されている。このアンプ７の出力が差動ア
ンプ４の正相入力となっている。尚、抵抗Ｒ６に並列に
コンデンサＣ２が設けられており、アンプ７を含むフィ
ードバック系の特性を改善している。

差動アンプ７の出力電圧ＶＲは、 ＶＲ＝　Ｒ４ＩＤ　（１％ｅ／（Ｒ５＋　Ｒ６）　）　
（（Ｒ？　＋Ｒａ　）／　Ｒ８）＋　ＶＲＩＲ？　／　
”ｓ　　　　　　　　　　　・・・（４）となる。ここ
で、（Ｅｔａ／（Ｒ，＋Ｒｅ））（（Ｒ７＋Ｒｓ）／Ｒ
ｓ）は定数であるからこれをＫとおき、ＶＲ１”？／Ｒ
ｅをＶＲ２とすれば（４）式は、 ■Ｒ＝ＫＲ４■Ｄ＋■Ｒ２・・・（５）と表わされる。

この（５）式を（３）式に代入すると、となり、（１）
式よりＩｔｈ＝　ＩＤ−Ｉ、／ＡＢであるから（６）式
は次式となる。

・・・（７） （７）式においてＫ　−Ｉｔ、、／Ｉ（，２として■１
を求めれば、Ｌ　−”＋　ＶＲ２＝　ＶＲ＋・馬／Ｒ’
ｓ　　　　　　　　・・・（８）となる。

すなわち、モニタダイオード３の設定電流■、は（８）
式のように基準電圧■Ｒ３と抵抗Ｒ，、Ｒ８とによって
のみ決定され一定となるから、レーザダイオード１の光
出力の制御目標値を一定とすることが可能となる。

第５図は第４図の回路を機能的に表現したブロック図で
あり、レーザダイオードに流れる電流■Ｄに応じて光出
力目標値決定用パラメータＶＲをコントロールし、レー
ザダイオードのスレッシュボールド電流変動を打消すよ
うにしたものである。

第６図は本発明の他の実施例の回路図であり、第４図と
同等部分は同一符号により示されている。

本例ではレーザダイオード１に流れる電流ＩＤを検出し
てこの電流に応じて、モニタダイオード３の電流変換用
抵抗Ｒ１の値をコントロールするようにしたものである
。そのために、差動アンプ７が設けられており、このア
ングアの正相入力に抵抗几。

の電圧が抵抗Ｒ，、Ｒ，６により分圧されて印加されて
おり、その逆相入力は抵抗Ｒ８を介して接地されている
。このアンプ７の出力により可変インピーダンス素子と
してのＦＥＴ　（電界効果トランジスタ）８のゲート電
圧が制御され、モニタダイオード３の負荷抵抗のインピ
ーダンスをコントロールスルようにしている。尚、ＦＥ
Ｔ　ｓは他の可変インピーダンス素子を用い得る。

こうすることにより、（３）式におけるＩ４Ａの変化を
馬の値により打ち消し、回路の目標電流■１を一定に維
持するものである。尚、第７図は第６図の回路の機能ブ
ロック図である。

第８図は本発明の別の実施例を示す１部回路図であり、
モニタダイオード３の負荷抵抗Ｒ１へ、抵抗Ｒ４（第６
図参照）による電圧に応じた電流をアンプ７によって注
入して、ＩｔＡの変化を打消すように１１を補償し一定
化せんとするものである。

このように、本発明によればレーザダイオードのスレッ
シュホールド電流変化に応じてその光出力制御目標値を
一定になるようにその目標値決定パラメータをコントロ
ールしているので、光出力は常に一定に維持可能となる
。

尚、図示の各回路例はこれに限定されることなく種々の
改変が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光出力制御回路の例を示す図、第２図は
レーザダイオードの特性を示す図、第３図は第１図の回
路のブロック図、第４図は本発明の実施例の回路図、第
５図は第４図の回路のブロック図、第６図は本発明の他
の実施例の回路図、第７図は第６図のブロック図、第８
図は本発明の別の実施例の一部回路図である。 主要部分の符号の説明 １・・・レーザダイオード　２・・・駆動トランジスタ
３・・・モニタダイオード　４・・・差動アンプ■Ｒ・
・・基準電圧 Ｒ１・・・モニタダイオード負荷抵抗 出願人　　パイオニア株式会社 代理人　　弁理士　藤村元彦 応／１２１ 巻４図 乳５Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光機能を有するダイオードの光出力を一定に制御する
   光出力制御回路であって、前記光出力の制御目標値を決
   定するパラメータを前記ダイオードの動作電流に応じて
   制御するようにしたことを特徴とする光出力制御回路。