JPS6218068Y2 - - Google Patents
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- JPS6218068Y2 JPS6218068Y2 JP1981186276U JP18627681U JPS6218068Y2 JP S6218068 Y2 JPS6218068 Y2 JP S6218068Y2 JP 1981186276 U JP1981186276 U JP 1981186276U JP 18627681 U JP18627681 U JP 18627681U JP S6218068 Y2 JPS6218068 Y2 JP S6218068Y2
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- JP
- Japan
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- temperature
- output
- optical output
- light emitting
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Description
（技術分野）
本考案は、PN接合を有する半導体発光素子に
おいて本質的に存在する温度変化による光出力の
変動を補償する回路に関するものである。 （背景技術） (i) 第１図に半導体発光素子の光出力と順方向電
流および周囲温度との関係を示した。室温（25
゜Ｃ）における順方向電流と光出力の関係１
は、温度が50゜Ｃ，80゜Ｃまたは10゜Ｃと変化
する２，３または４のように変動する。いま、
室温における光出力をある値（例，15（Ａ，
Ｕ））に設定するには、線５と線１との交点６
に対応する電流値を線７に沿つて読みとればよ
い。この電流値を温度に無関係に流す回路は、
定電流回路に相当し、その場合の光出力は温度
が25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃまたは10゜Ｃと変化
すると、６，８，９または１０の点に対応する
値となる。以上のような定電流回路における光
出力の温度係数は、およそ１％／deg程度であ
り、発光素子の構造および材料によつて決まる
本質的なものである。 (ii) 第２図には上記と同一な発光素子の光出力と
順方向電圧および周囲温度との関係を示した。
図中２１，２２，２３，２４は、それぞれ10゜
Ｃ，25゜Ｃ，50゜C380゜Ｃにおける光出力と
順方向電流の関係である。いま、25゜Ｃにおけ
る光出力をある値（例．15（A.U））に設定す
るには、線２５と２２との交点２６に対応する
電圧を印加すればよい。この電圧を温度と無関
係に印加する回路は、定電圧回路に相当し、温
度が10゜Ｃ，25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃと変化す
ると、光出力は線２７に沿つて２８，２６，２
９，３０のように変動する。 (iii) また、上記定電流回路と定電圧回路の中間的
存在として比較的大きな印加電源電圧を用い、
比較的大きな直列抵抗を直列に接続する回路を
用いることがあるが、この場合には回路定数
（電圧、負荷抵抗値）の決定法が曖味である。
また、半導体レーザなどで用いられるAGC方
式は、モニタ用検出器および付属回路等が必要
であり、高価で複雑なものとなる。 （考案の課題） 本考案は、PN接合を有する半導体発光素子に
おいて本質的に存在する光出力の温度変化による
変動を、外部モニタ等を用いることなく、素子自
身が有する光出力の温度依存性、順方向電圧の温
度依存性、順方向電流の温度依存性の関係を用い
て、極めて容易にかつ広い温度範囲にわたつてそ
の光出力を補償することにあり、その特徴は、
PN接合を有する半導体発光素子の温度補償回路
において、該発光素子が制御可能な抵抗を介して
制御可能な直流電源に接続され、前記発光素子の
近傍の温度を測定する手段と、発光素子の光出力
を一定とするごとく、測定された温度に従つて前
記抵抗の値と前記直流電源の出力電圧の値を出力
する設定手段とが具備されるごとき半導体発光素
子の温度補償回路にある。 （考案の構成及び作用） 第１図および第２図でみたように、定電流また
は定電圧回路での光出力の変動は、７または２７
に沿つて移動する。このとき、前者は温度上昇と
ともに光出力が減少するが、後者はそれが増加す
ることに注意する。つまり、温度上昇時には、定
電流駆動では電流が不足して光出力は減少する
が、定電流駆動では電流が流れすぎ、光出力が増
加してしまう。従つて、温度が上昇した場合に一
定の光出力を保持するには、駆動電流を適切に増
加させればよい。以下にその値を求めてみる。 第３図は、第１図と同一な特性を表わしたもの
である。いま、保持したい光出力（例．15（A.
U））の各温度における順方向電流を３１に沿つ
た点３２，３３，３４，３５から読みとる。また
第４図から、上記と同一な保持したい光出力に対
応する順方向電圧を４１に沿つた点４２，４３，
４４，４５から読みとる。これら３２と４２，３
３と４３，３４と４４および３５と４５はそれぞ
れ10゜Ｃ，25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃにおいて一定
の光出力を保持するために必要な順方向電流およ
び順方向電圧に対応する。これを電圧と電流の関
係図で表わすと、第５図の５１，５２，５３，５
４の点となる。これらの点を通る直線５５と横軸
との交点５６ａ＝V0およびこの直線が横軸と交
わる角度５７ａ＝θから、各温度で光出力が一定
となるような回路定数V0とＲL（ＲL＝cotθ）が
求まる。 第６図Ａ及びＢには、このような動作を可能に
する回路を示した、同図において、ＲL→０の極
限では定電圧回路に、ＲL→∞かつV0→∞の極限
では定電流回路に等しい。第６図Ｂは本考案を実
現する具体的回路例で、発光素子１０の近傍に温
度測定手段１２を配置し、その出力を設定手段１
４に入力する。設定手段１４は、入力される温度
が変化しても光出力が一定となるごとく、ＲL及
びV0の設定値を求め、各々の設定値によりＲL及
びV0の値が制御される。設定手段１４は例えば
デイジタルメモリ（RAM又はROM）により構成
され、温度対ＲL又はV0の値を予め表の形で記憶
しておき、温度の値をアドレスとして与えること
により、予め記憶されているＲL及びV0の値を出
力する。ＲLは半導体素子（サーミスタ）により
構成され、設定手段１４の出力に従つた抵抗値を
与えるものとする。V0は出力電圧の可変な直流
電圧源で、設定手段１４の出力に従つた直流電圧
を出力する。異なる光出力が所望のときは、各光
出力毎のＲL及びV0の表を設定手段１４にもうけ
ておけばよい。 また、上記と同様の方法で、光出力を10または
20（A.U）に保持したい場合は、図３の３６と３
７および図４の４６と４７に沿つた各交点の値を
読み取ればよく、第５図の直線５６および５７を
得ることができる。これら各温度においてある光
出力を保持するための測定点の値および第５図か
ら得られたV0およびＲLの値を表１にまとめた。
また曲線５８は、25゜Ｃにおける素子の順方向電
圧対順方向電流特性である。
おいて本質的に存在する温度変化による光出力の
変動を補償する回路に関するものである。 （背景技術） (i) 第１図に半導体発光素子の光出力と順方向電
流および周囲温度との関係を示した。室温（25
゜Ｃ）における順方向電流と光出力の関係１
は、温度が50゜Ｃ，80゜Ｃまたは10゜Ｃと変化
する２，３または４のように変動する。いま、
室温における光出力をある値（例，15（Ａ，
Ｕ））に設定するには、線５と線１との交点６
に対応する電流値を線７に沿つて読みとればよ
い。この電流値を温度に無関係に流す回路は、
定電流回路に相当し、その場合の光出力は温度
が25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃまたは10゜Ｃと変化
すると、６，８，９または１０の点に対応する
値となる。以上のような定電流回路における光
出力の温度係数は、およそ１％／deg程度であ
り、発光素子の構造および材料によつて決まる
本質的なものである。 (ii) 第２図には上記と同一な発光素子の光出力と
順方向電圧および周囲温度との関係を示した。
図中２１，２２，２３，２４は、それぞれ10゜
Ｃ，25゜Ｃ，50゜C380゜Ｃにおける光出力と
順方向電流の関係である。いま、25゜Ｃにおけ
る光出力をある値（例．15（A.U））に設定す
るには、線２５と２２との交点２６に対応する
電圧を印加すればよい。この電圧を温度と無関
係に印加する回路は、定電圧回路に相当し、温
度が10゜Ｃ，25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃと変化す
ると、光出力は線２７に沿つて２８，２６，２
９，３０のように変動する。 (iii) また、上記定電流回路と定電圧回路の中間的
存在として比較的大きな印加電源電圧を用い、
比較的大きな直列抵抗を直列に接続する回路を
用いることがあるが、この場合には回路定数
（電圧、負荷抵抗値）の決定法が曖味である。
また、半導体レーザなどで用いられるAGC方
式は、モニタ用検出器および付属回路等が必要
であり、高価で複雑なものとなる。 （考案の課題） 本考案は、PN接合を有する半導体発光素子に
おいて本質的に存在する光出力の温度変化による
変動を、外部モニタ等を用いることなく、素子自
身が有する光出力の温度依存性、順方向電圧の温
度依存性、順方向電流の温度依存性の関係を用い
て、極めて容易にかつ広い温度範囲にわたつてそ
の光出力を補償することにあり、その特徴は、
PN接合を有する半導体発光素子の温度補償回路
において、該発光素子が制御可能な抵抗を介して
制御可能な直流電源に接続され、前記発光素子の
近傍の温度を測定する手段と、発光素子の光出力
を一定とするごとく、測定された温度に従つて前
記抵抗の値と前記直流電源の出力電圧の値を出力
する設定手段とが具備されるごとき半導体発光素
子の温度補償回路にある。 （考案の構成及び作用） 第１図および第２図でみたように、定電流また
は定電圧回路での光出力の変動は、７または２７
に沿つて移動する。このとき、前者は温度上昇と
ともに光出力が減少するが、後者はそれが増加す
ることに注意する。つまり、温度上昇時には、定
電流駆動では電流が不足して光出力は減少する
が、定電流駆動では電流が流れすぎ、光出力が増
加してしまう。従つて、温度が上昇した場合に一
定の光出力を保持するには、駆動電流を適切に増
加させればよい。以下にその値を求めてみる。 第３図は、第１図と同一な特性を表わしたもの
である。いま、保持したい光出力（例．15（A.
U））の各温度における順方向電流を３１に沿つ
た点３２，３３，３４，３５から読みとる。また
第４図から、上記と同一な保持したい光出力に対
応する順方向電圧を４１に沿つた点４２，４３，
４４，４５から読みとる。これら３２と４２，３
３と４３，３４と４４および３５と４５はそれぞ
れ10゜Ｃ，25゜Ｃ，50゜Ｃ，80゜Ｃにおいて一定
の光出力を保持するために必要な順方向電流およ
び順方向電圧に対応する。これを電圧と電流の関
係図で表わすと、第５図の５１，５２，５３，５
４の点となる。これらの点を通る直線５５と横軸
との交点５６ａ＝V0およびこの直線が横軸と交
わる角度５７ａ＝θから、各温度で光出力が一定
となるような回路定数V0とＲL（ＲL＝cotθ）が
求まる。 第６図Ａ及びＢには、このような動作を可能に
する回路を示した、同図において、ＲL→０の極
限では定電圧回路に、ＲL→∞かつV0→∞の極限
では定電流回路に等しい。第６図Ｂは本考案を実
現する具体的回路例で、発光素子１０の近傍に温
度測定手段１２を配置し、その出力を設定手段１
４に入力する。設定手段１４は、入力される温度
が変化しても光出力が一定となるごとく、ＲL及
びV0の設定値を求め、各々の設定値によりＲL及
びV0の値が制御される。設定手段１４は例えば
デイジタルメモリ（RAM又はROM）により構成
され、温度対ＲL又はV0の値を予め表の形で記憶
しておき、温度の値をアドレスとして与えること
により、予め記憶されているＲL及びV0の値を出
力する。ＲLは半導体素子（サーミスタ）により
構成され、設定手段１４の出力に従つた抵抗値を
与えるものとする。V0は出力電圧の可変な直流
電圧源で、設定手段１４の出力に従つた直流電圧
を出力する。異なる光出力が所望のときは、各光
出力毎のＲL及びV0の表を設定手段１４にもうけ
ておけばよい。 また、上記と同様の方法で、光出力を10または
20（A.U）に保持したい場合は、図３の３６と３
７および図４の４６と４７に沿つた各交点の値を
読み取ればよく、第５図の直線５６および５７を
得ることができる。これら各温度においてある光
出力を保持するための測定点の値および第５図か
ら得られたV0およびＲLの値を表１にまとめた。
また曲線５８は、25゜Ｃにおける素子の順方向電
圧対順方向電流特性である。
【表】
【表】
以上説明したような構成で、光出力の温度変化
に対する変動をきわめて小さくするような回路定
数（V0，ＲL）を容易に求めることができる。ま
た、第５図の５６，５５，５７のように、任意の
光出力を簡単に選択または設定することができ
る。 なお、ＲL及びV0の値は上述のごとく表により
求める他下記により求めることも可能である。 ＲL＝｜Ｖ１−Ｖ２／Ｉ１−Ｉ２｜ （Ω） V0＝（Ｖ１＋Ｖ２）−ＲＬ（Ｉ１＋Ｉ２）／２（Ｖ） ここで、I1，V1は、温度T1で望まれる光出力P1
を得るために必要な電流、及びその時の発光素子
の端子電圧、１２，V2は別の温度T2で同じ光出
力P1を得る為に必要な電流、及びその時の発光素
子の端子電圧である。 第７図において、７１，７２，７３はそれぞれ
光出力を10，15，20（A.U）に保持しようとする
回路定数を求める直線に相当する。いま、25゜Ｃ
における光出力を15（A.U）に設定する動作点７
４を中心として、７５または７６の線で表わされ
る回路定数を設定することができる。前者は、温
度上昇とともに光出力がゆるやかに低下する動作
を設定し、後者は温度上昇とともに光出力が増加
する動作を設定することになる。 （考案の効果） 本考案は、発光出力の温度係数が、定電流動作
では負であり、かつ定電圧動作では正である場合
に適用できる。また、出力が光でなく、電圧また
は電流のようなものであつても、その温度係数が
上記のようであれば適用できる。 従来の技術が、光出力を測定して測定値が一定
となるようにバイアス電流を制御する閉ループ方
式をとるのに対し、本考案では光出力の測定を行
なわず、又閉ループ制御も行なわないので、簡単
な構成で安定した光出力を得ることができる。
に対する変動をきわめて小さくするような回路定
数（V0，ＲL）を容易に求めることができる。ま
た、第５図の５６，５５，５７のように、任意の
光出力を簡単に選択または設定することができ
る。 なお、ＲL及びV0の値は上述のごとく表により
求める他下記により求めることも可能である。 ＲL＝｜Ｖ１−Ｖ２／Ｉ１−Ｉ２｜ （Ω） V0＝（Ｖ１＋Ｖ２）−ＲＬ（Ｉ１＋Ｉ２）／２（Ｖ） ここで、I1，V1は、温度T1で望まれる光出力P1
を得るために必要な電流、及びその時の発光素子
の端子電圧、１２，V2は別の温度T2で同じ光出
力P1を得る為に必要な電流、及びその時の発光素
子の端子電圧である。 第７図において、７１，７２，７３はそれぞれ
光出力を10，15，20（A.U）に保持しようとする
回路定数を求める直線に相当する。いま、25゜Ｃ
における光出力を15（A.U）に設定する動作点７
４を中心として、７５または７６の線で表わされ
る回路定数を設定することができる。前者は、温
度上昇とともに光出力がゆるやかに低下する動作
を設定し、後者は温度上昇とともに光出力が増加
する動作を設定することになる。 （考案の効果） 本考案は、発光出力の温度係数が、定電流動作
では負であり、かつ定電圧動作では正である場合
に適用できる。また、出力が光でなく、電圧また
は電流のようなものであつても、その温度係数が
上記のようであれば適用できる。 従来の技術が、光出力を測定して測定値が一定
となるようにバイアス電流を制御する閉ループ方
式をとるのに対し、本考案では光出力の測定を行
なわず、又閉ループ制御も行なわないので、簡単
な構成で安定した光出力を得ることができる。
第１図は定電流駆動における光出力の温度依存
性を示す図、第２図は定電圧駆動における光出力
の温度依存性を示す図、第３図は光出力と温度お
よび駆動電流を示す図、第４図は光出力と温度お
よび駆動電圧を示す図、第５図は回路定数の求め
方を示す図、第６図Ａ及びＢは温度補償回路の
例、第７図は光出力の温度係数の設定法と回路定
数を示す図である。 ＲL；直列抵抗、V0；直流電源、１０；発光素
子、１２；温度測定手段、１４；設定手段。
性を示す図、第２図は定電圧駆動における光出力
の温度依存性を示す図、第３図は光出力と温度お
よび駆動電流を示す図、第４図は光出力と温度お
よび駆動電圧を示す図、第５図は回路定数の求め
方を示す図、第６図Ａ及びＢは温度補償回路の
例、第７図は光出力の温度係数の設定法と回路定
数を示す図である。 ＲL；直列抵抗、V0；直流電源、１０；発光素
子、１２；温度測定手段、１４；設定手段。
Claims (1)
- PN接合を有する半導体発光素子の温度補償回
路において、該発光素子が制御可能な抵抗を介し
て制御可能な直流電源に接続され、前記発光素子
の近傍の温度を測定する手段と、発光素子の光出
力を一定とするごとく、測定された温度に従つて
前記抵抗の値と前記直流電源の出力電圧の値を出
力する設定手段とが具備されることを特徴とす
る、半導体発光素子の温度補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981186276U JPS5892747U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体発光素子の温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981186276U JPS5892747U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体発光素子の温度補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892747U JPS5892747U (ja) | 1983-06-23 |
| JPS6218068Y2 true JPS6218068Y2 (ja) | 1987-05-09 |
Family
ID=29988080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981186276U Granted JPS5892747U (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 半導体発光素子の温度補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892747U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4288553B2 (ja) | 2000-07-25 | 2009-07-01 | 富士フイルム株式会社 | カメラのストロボ装置 |
| JP5248248B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2013-07-31 | 富士フイルム株式会社 | カメラのストロボ装置及び電子カメラ |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP1981186276U patent/JPS5892747U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5892747U (ja) | 1983-06-23 |
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