JPS62237785A - Semiconductor laser driving device - Google Patents

Semiconductor laser driving device

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JPS62237785A
JPS62237785A JP7925086A JP7925086A JPS62237785A JP S62237785 A JPS62237785 A JP S62237785A JP 7925086 A JP7925086 A JP 7925086A JP 7925086 A JP7925086 A JP 7925086A JP S62237785 A JPS62237785 A JP S62237785A
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laser
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佐藤 康志
Masahiro Goto
正弘 後藤
Junji Araya
荒矢 順治
Yasumasa Otsuka
康正 大塚
Koichi Okuda
幸一 奥田
Keiji Okano
啓司 岡野
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/06832Stabilising during amplitude modulation

Abstract

PURPOSE:To emit laser light having an excellent extinction ratio by providing current control means for correcting a threshold bias current value by a predetermined amount to apply it to a semiconductor laser, and applying a bias current near the threshold value to the laser to improve frequency and thermal characteristics. CONSTITUTION:When a controller 5 which is used also as correcting means calculates nonlight emitting bias current value IBIAS, it feeds the bias current value IBIAS to a latch 7, and applies the value IBIAS to a semiconductor laser 1. The controller 5 feeds data for increasing a light emitting current to a latch 8 until a predetermined quantity of emitted light is obtained. In other words, the current of a light emitting constant current circuit 4 added to the bias current of a bias constant-current circuit 2 is applied to the laser 1. When the laser 1 emits a predetermined light quantity by the added current, the controller 5 stops transferring data, holds the value at the latch 8 and instructs a laser OFF signal to a switching circuit 3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザ駆動装置に係り、特にバイア
ス電流を印加するレーザの駆動装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor laser driving device, and more particularly to a laser driving device that applies a bias current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体レーザの周波数特性向上のために非発光時
にもバイアス電流を印加する方法がとられることは良く
知られている。またレーザが連続して点灯された時とパ
ルス状に点灯されたときとで、熱履歴によって光量が異
なってしまう現象、いわゆる熱特性を改善する意味から
もバイアス電流を印加するのが望ましい。そして、その
効果を大きいものとならしめるためには、できるだけ発
光しきい値近傍のバイアス電流を印加するのが望ましい
It is well known that in order to improve the frequency characteristics of a semiconductor laser, a bias current is applied even when no light is emitted. It is also desirable to apply a bias current to improve so-called thermal characteristics, a phenomenon in which the amount of light varies depending on the thermal history when the laser is turned on continuously and when it is turned on in a pulsed manner. In order to increase the effect, it is desirable to apply a bias current as close to the emission threshold as possible.

このような従来のバイアス電流駆動装置には第4図に示
すものが提案されている。
As such a conventional bias current drive device, one shown in FIG. 4 has been proposed.

第4図は従来のバイアス電流制御装置の一例を説明する
回路図である。以下、構造ならびに動作について説明す
る。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional bias current control device. The structure and operation will be explained below.

端子31にバイアス電流を印加するための信号BIAS
が入力すると、抵抗器32で決定されるバイアス電流が
半導体レーザ33に印加される。
Signal BIAS for applying bias current to terminal 31
When input, a bias current determined by the resistor 32 is applied to the semiconductor laser 33.

その上で、レーザ点灯させるレーザオン信号LONが端
子34に入力すると、抵抗器35で決定される発光のた
めの電流がバイアス電流に加算されて半導体レーザ33
に入力され、半導体レーザ33が発光を開始する。
Then, when the laser-on signal LON to turn on the laser is input to the terminal 34, the current for light emission determined by the resistor 35 is added to the bias current, and the semiconductor laser 33
is input, and the semiconductor laser 33 starts emitting light.

ところで、半導体レーザ33は周囲の温度によって発光
開始の電流値、す゛なわち、スレッショルド電流が変わ
ることもよく知られている。従って、第4図に示すよう
な固定電流でバイアスを印加するためには、半導体レー
ザ33を一定温度に制御するか、あるいは半導体レーザ
33の温度を検出して自動的にバイアス電流値を制御し
なければならない。しかし、半導体レーザ33のスレッ
ショルド電流は個々に異なるため、各々の半導体レーザ
33ごとにバイアス値を調整する必要がある。また半導
体レーザ33の温度を検知して自動的にバイアス電流値
を制御する方法では、レーザの初期特性と経時変化等に
よる効率低下した時の特性とが異なるため、バイアス電
流の印加による熱特性改善の効果は経時変化とともに弱
まってしまう。
By the way, it is well known that the current value at which light emission starts, that is, the threshold current of the semiconductor laser 33 changes depending on the ambient temperature. Therefore, in order to apply a bias with a fixed current as shown in FIG. 4, either the semiconductor laser 33 is controlled to a constant temperature, or the temperature of the semiconductor laser 33 is detected and the bias current value is automatically controlled. There must be. However, since the threshold current of each semiconductor laser 33 is different, it is necessary to adjust the bias value for each semiconductor laser 33. In addition, in the method of automatically controlling the bias current value by detecting the temperature of the semiconductor laser 33, the initial characteristics of the laser are different from the characteristics when the efficiency decreases due to aging, etc., so thermal characteristics can be improved by applying a bias current. The effect weakens over time.

その欠点を改善するものとして、半導体レーザ33の発
光光量をモニタして、その発光光量をサンプルホールド
する提案もなされている。
In order to improve this drawback, a proposal has been made to monitor the amount of light emitted from the semiconductor laser 33 and to sample and hold the amount of light emitted.

第5図は従来の発光光量をモニタするためのサンプルホ
ールド回路を説明するブロック図である。以下、構造な
らびに動作について説明する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a conventional sample and hold circuit for monitoring the amount of emitted light. The structure and operation will be explained below.

半導体レーザ33からの発光光量はフォトダイオード等
で構成される光センサ41によってモニタされる。モニ
タされた発光光量はローレベル光量時は、ローレベルサ
ンプルホールド回路42によってサンプルホールドされ
、動作光量であるハイレベル光量時には、ハイレベルサ
ンプルホールド回路43によってサンプルホールドされ
る。ローレベルサンプルホールドされた光量値は基準光
量値と比較され、所定のローレベル光量になるようにバ
イアス定電流源44によって駆動される。
The amount of light emitted from the semiconductor laser 33 is monitored by an optical sensor 41 composed of a photodiode or the like. The monitored amount of emitted light is sampled and held by a low level sample and hold circuit 42 when the amount of light is at a low level, and sampled and held by a high level sample and hold circuit 43 when the amount of light is at a high level, which is the operating light amount. The light amount value sampled and held at the low level is compared with a reference light amount value, and is driven by the bias constant current source 44 so as to reach a predetermined low level light amount.

一方、制御回路45によってハイレベル発光が指示され
ると、レーザ点灯切換スイッチ回路(SW)46がバイ
アス定電流駆動に加えて発光定電流源47による電流が
半導体レーザ33に加算されるように動作する。このと
き、発光定電流源47はハイレベルサンプルホールド回
路43でサンプルホールドされた光量値と所定のハイレ
ベル基準光量値とを比較し、所定のハイレベル光量にな
るように制御する。サンプリングタイミング制御回路4
8は制御回路45によってローレベル。
On the other hand, when high-level light emission is instructed by the control circuit 45, the laser lighting changeover switch circuit (SW) 46 operates so that the current from the light emission constant current source 47 is added to the semiconductor laser 33 in addition to the bias constant current drive. do. At this time, the light emission constant current source 47 compares the light amount value sampled and held by the high level sample and hold circuit 43 with a predetermined high level reference light amount value, and controls the light amount to a predetermined high level light amount. Sampling timing control circuit 4
8 is set to low level by the control circuit 45.

ハイレベルの光量制御のタイミングに従ってサンプルホ
ールドを行うタイミングをコントロールする。
The timing of sample and hold is controlled according to the timing of high-level light amount control.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、第5図に示されるようにモニタ光量をサンプ
ルホールドすることでバイアス電流値を制御する方法で
は、ローレベル光量を完全ニrQJにすることができな
い。従って、ハイ/ローのレーザ駆動を行う場合には、
それでも構わないが、ローレベルの光量が問題となるレ
ーザ駆動、例えば電子写真方式によるレーザビームプリ
ンタ等に用いる場合に、ローレベル光量はできる限り少
ないほうが望ましい。何故なら、記録部分にレーザ照射
を行うイメージ露光方式では、ローレベル光量はカブリ
の原因となるし、記録を行杓ない部分にレーザ照射を行
うバックグラウンド露光の場合には、暗部が充分にとれ
ずコントラストの低い画像となってしまう問題点を有し
ていた。
By the way, with the method of controlling the bias current value by sampling and holding the amount of monitor light as shown in FIG. 5, it is not possible to make the amount of low-level light completely equal to NrQJ. Therefore, when performing high/low laser drive,
Although this is fine, it is desirable that the low level light amount be as small as possible when used in a laser drive where the low level light amount is a problem, such as an electrophotographic laser beam printer. This is because in the image exposure method, in which laser irradiation is applied to recorded areas, low-level light intensity causes fogging, and in the case of background exposure, in which laser irradiation is applied to areas that are not recorded, dark areas are not sufficiently covered. However, there is a problem in that images with low contrast are obtained.

また第5図に示した例では、規定のローレベル光量、ハ
イレベル光量を得るのにサンプルホールドした光量と基
準レベルとを比較して差分増幅を行うため、電流と光量
の関係、すなわち、スロープ効率が一定な場合はよいが
、温度、経時変化等でスロープ効率が変わってしまうと
、発光光量制御がレーザの温度、経時変化によりばらつ
くため、充分満足の行く制御を行えない問題点があった
In addition, in the example shown in Figure 5, differential amplification is performed by comparing the sampled and held light amount with the reference level to obtain the specified low-level light amount and high-level light amount, so the relationship between the current and the light amount, that is, the slope It is good if the efficiency is constant, but if the slope efficiency changes due to changes in temperature or changes over time, the control of the amount of light emitted will vary depending on the temperature of the laser and changes over time, making it impossible to achieve satisfactory control. .

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、しきい値近傍のバイアス電流を半導体レーザに印
加することにより、周波数特性および熱特性を改善して
、消光比に優れたレーザ発光を行える半導体レーザ駆動
装置を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above problems, and by applying a bias current near the threshold to a semiconductor laser, the frequency characteristics and thermal characteristics are improved, resulting in a laser with an excellent extinction ratio. The object of the present invention is to obtain a semiconductor laser driving device that can emit light.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る半導体レーザ駆動装置は、半導体レーザ
にバイアス電流を段階的に可変して印加したときに検知
手段から出力される第1および第2の発光光量およびそ
れに対応する第1および第2のバイアス電流に基づいて
スレッシュホールドバイアス電流値を演算するスレッシ
ュホールドバイアス電流演算手段と、このスレッシュホ
ールドバイアス電流演算手段が演算したスレッシュホー
ルドバイアス電流値を所定量補正して半導体レーザに印
加する電流制御手段とを設けたものである。
The semiconductor laser driving device according to the present invention provides first and second emitted light quantities outputted from the detection means when a bias current is applied to the semiconductor laser in a stepwise manner, and the corresponding first and second light quantities. Threshold bias current calculation means for calculating a threshold bias current value based on the bias current, and current control means for correcting the threshold bias current value calculated by the threshold bias current calculation means by a predetermined amount and applying it to the semiconductor laser. It has been established that

〔作用〕[Effect]

この発明においては、スレッシュホールドバイアス電流
演算手段は半導体レーザにバイアス電流を段階的に可変
して印加し、そのとき検知手段から得られる第1および
第2の発光光量に基づいてスレッシュホールドバイアス
電流値を演算する。
In this invention, the threshold bias current calculation means applies a bias current to the semiconductor laser in a stepwise manner, and calculates a threshold bias current value based on the first and second light emission amounts obtained from the detection means. Calculate.

そして、このスレッシュホールドバイアス電流値を電流
制御手段が所定量補正して半導体レーザに印加する。
Then, the current control means corrects this threshold bias current value by a predetermined amount and applies it to the semiconductor laser.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザ駆動装
置の構成を説明する図であり、1は半導体レーザで、一
方でバイアス定電流回路2に接続されるとともに、他方
でレーザ点灯信号によって導通が切り換えられるスイッ
チング回路3を通して発光定電流回路4に接続されてい
る。5は例えばCPUで構成される制御部で、バイアス
電流および発光電流を制御するためのデータをマルチプ
レクサ(MPX)6を介して、バイアス電流のためのラ
ッチ7および発光電流のためのラッチ8へ送る。マルチ
プレクサ6は制御部5からのデータをバイアス電流制御
の場合はラッチ7へ切り換えて転送させ、発光電流制御
の場合はラッチ8へ切り換えて転送させる。制御部5は
この発明のスレッシュホールドバイアス電流演算手段を
兼ねている。9,104fD/A変換器(D/A) で
、D/A変換器9はラッチ7にホールドされたディジタ
ルデータをアナログデータに変換し、D/A変換器1o
はラッチ8にホールドされたディジタルデータをアナロ
グデータに変換して、バイアス定電流回路29発光定電
流回路4の出力制御を行うデータとして供給する。11
は光センサで、半導体レーザ1によって発光されたレー
ザビームの光量をモニタする。12はボリュームで、半
導体レーザ1から所定の光量を出力するときに、光セン
サ11から所定のモニタ出力が得られるように調整する
。13は増幅回路で、光センサ1]の出力を増幅して制
御部5にモニタ出力を送出する。
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a semiconductor laser driving device showing an embodiment of the present invention, in which 1 is a semiconductor laser, which is connected to a bias constant current circuit 2 on the one hand, and is driven by a laser lighting signal on the other hand. It is connected to a light emitting constant current circuit 4 through a switching circuit 3 whose conduction is switched. Reference numeral 5 denotes a control unit composed of, for example, a CPU, which sends data for controlling the bias current and light emitting current to a latch 7 for the bias current and a latch 8 for the light emitting current via a multiplexer (MPX) 6. . The multiplexer 6 switches the data from the control unit 5 to the latch 7 for bias current control and transfers it, and for the light emission current control it switches to the latch 8 for transfer. The control section 5 also serves as threshold bias current calculation means of the present invention. 9,104f D/A converter (D/A) The D/A converter 9 converts the digital data held in the latch 7 into analog data, and the D/A converter 1o
converts the digital data held in the latch 8 into analog data and supplies it as data for controlling the output of the bias constant current circuit 29 and the light emission constant current circuit 4. 11
is an optical sensor that monitors the amount of laser beam emitted by the semiconductor laser 1. A volume 12 is adjusted so that a predetermined monitor output is obtained from the optical sensor 11 when the semiconductor laser 1 outputs a predetermined amount of light. Reference numeral 13 denotes an amplifier circuit that amplifies the output of the optical sensor 1 and sends a monitor output to the control section 5.

次に第1図をレーザビームプリンタに適用した場合の動
作について第2図を参照しながら説明する。
Next, the operation when FIG. 1 is applied to a laser beam printer will be described with reference to FIG. 2.

第2図はレーザ印加電流とレーザ発光パワーとの関係を
示すスロープ効率特性図であり、縦軸はレーザ発光パワ
ーを示し、横軸はレーザ印加電流値である。
FIG. 2 is a slope efficiency characteristic diagram showing the relationship between laser applied current and laser emission power, where the vertical axis shows the laser emission power and the horizontal axis shows the laser applied current value.

まず、プリント準備指令が外部からなされると、制御部
5はマルチプレクサ6、ラッチ7、D/A変換器9へと
バイアス電流を増加させるためのデータを送る。半導体
レーザ1の発光量が所定の第1発光レベルP1になると
、制御部5はその時のバイアス電流制御データ値II 
を内部メモリに記憶させるとともに、さらに発光量を増
加させ第2発光レベルP2までバイアス電流値を増加さ
せ、第2光発光レベルP2に到達した時点のバイアス電
流制御データエ2を内部メモリに記憶させる。次いで、
制御部5は一旦バイアス電流制御をオフし、ラッチ7の
データをリセットする。次に制御部5は第1発光レベル
PI に対するバイアス電流制御データ値I+ と第2
発光レベルP2に対するバイアス電流制御データエ2と
から半導体レーザ1のスレッショルド電流値(スレッシ
ュホールドバイアス電流値)Ithおよび非発光バイア
ス電流値I BIASを下記第(1)式および第(2)
式に基づいて求める。
First, when a print preparation command is issued from the outside, the control unit 5 sends data to the multiplexer 6, latch 7, and D/A converter 9 to increase the bias current. When the amount of light emitted from the semiconductor laser 1 reaches a predetermined first light emission level P1, the control unit 5 sets the bias current control data value II at that time.
is stored in the internal memory, the amount of light emission is further increased, the bias current value is increased to the second light emission level P2, and the bias current control data E2 at the time when the second light emission level P2 is reached is stored in the internal memory. Then,
The control unit 5 temporarily turns off bias current control and resets the data in the latch 7. Next, the control unit 5 sets the bias current control data value I+ for the first light emission level PI and the second
The threshold current value (threshold bias current value) Ith and non-emission bias current value I BIAS of the semiconductor laser 1 are calculated from the bias current control data E2 for the light emission level P2 using the following equations (1) and (2).
Calculate based on the formula.

ところが、上記第(1)式から得られるスレッショルド
電流値Ithを半導体レーザ1に印加しても、半導体レ
ーザ1は充分に消光されずに第2図に示すように光量P
thの光を発光することが経験的に判明している。そこ
で、この発光により画像ムラが発生する恐れがあるので
、この実施例においては、非発光バイアス電流値I 8
1ASを下記第(2)式に基づいてこの発明の補正手段
を兼ねる制御部5が求める。
However, even when the threshold current value Ith obtained from the above equation (1) is applied to the semiconductor laser 1, the semiconductor laser 1 is not sufficiently quenched and the light amount P decreases as shown in FIG.
It has been empirically found that the light of th is emitted. Therefore, since there is a possibility that image unevenness may occur due to this light emission, in this embodiment, the non-light emission bias current value I8
1AS is determined by the control unit 5, which also serves as the correction means of the present invention, based on the following equation (2).

I BIAS= I thXα        ・拳−
1−1(2)ただし、αは0と1の間の数値であり、こ
の実施例においては、0.8としている。何故ならば数
値αがOに近い値であると消光性は向上するが、熱特性
9周波数特性が悪化し、αが1に近いと熱特性9周波数
特性は良化するが消光性が低下してしまうからであり、
0.7≦α≦0,85から選択するのが望ましい。
I BIAS= I thXα・Fist-
1-1(2) However, α is a numerical value between 0 and 1, and is set to 0.8 in this embodiment. This is because if the numerical value α is close to O, the quenching property will improve, but the thermal property 9 frequency property will deteriorate, and if α is close to 1, the thermal property 9 frequency property will improve but the quenching property will deteriorate. This is because
It is desirable to select from 0.7≦α≦0,85.

制御部5が非発光バイアス電流値I BIASを第(2
)式に基づいて演算すると、非発光バイアス電流値IB
IASをラッチ7に送り、非発光バイアス電流値I B
IASが半導体レーザ1に印加する。制御部5は所定の
発光光量が得られるまで、発光電流を増加させるための
データをラッチ8に送る。すなわち、バイアス定電流回
路2によるバイアス電流に加算されて発光定電流回路4
の電流が半導体レーザ1に印加される。加算された電流
によって所定の光量に半導体レーザ1が発光すると、制
御部5はデータの転送を停止し、その値をラッチ8にホ
ールドし、レーザオフ信号をスイッチング回路3に指令
する。これにより、半導体レーザ1には非発光バイアス
電流値IBI^Sだけが印加されプリント可能状態とな
る。以上の動作によりプリント開始可能状態となり、以
後プリント信号に基づいてレーザオン信号LONが制御
部5から発せられ、バイアス電流に発光電流が加算され
た電流に基づいて半導体レーザ1が入力されるプリント
信号に応じて発光する。なお、上記実施例ではバイアス
電流および発光電流の制御を各ページ間で行うようにし
ているが、半導体レーザ1の温度変化が少ない場合は、
バイアス電流の制御をプリント開始時期だけ、あるいは
数ページに1回行い、発光電流の制御を各ページ間で行
うようにしてもよい。
The control unit 5 sets the non-emission bias current value I BIAS to the second (second
), the non-emission bias current value IB
Send IAS to latch 7 and set the non-emission bias current value I B
IAS is applied to the semiconductor laser 1. The control unit 5 sends data for increasing the light emitting current to the latch 8 until a predetermined amount of emitted light is obtained. That is, it is added to the bias current by the bias constant current circuit 2 and the light emitting constant current circuit 4
A current of is applied to the semiconductor laser 1. When the semiconductor laser 1 emits a predetermined amount of light due to the added current, the control unit 5 stops data transfer, holds the value in the latch 8, and issues a laser off signal to the switching circuit 3. As a result, only the non-emission bias current value IBI^S is applied to the semiconductor laser 1, and the semiconductor laser 1 becomes ready for printing. The above operation makes it possible to start printing, and thereafter the laser-on signal LON is issued from the control unit 5 based on the print signal, and the semiconductor laser 1 changes the input print signal based on the current obtained by adding the emission current to the bias current. It emits light accordingly. In the above embodiment, the bias current and the light emitting current are controlled between pages, but if the temperature change of the semiconductor laser 1 is small,
The bias current may be controlled only at the start of printing or once every several pages, and the light emitting current may be controlled between each page.

283図はこの発明の他の実施例を示すレーザ駆動制御
装置の構成を説明するブロック図である。
FIG. 283 is a block diagram illustrating the configuration of a laser drive control device showing another embodiment of the present invention.

なお、第1図に示した発光定電流回路4.バイアス定電
流回路2.スイッチング回路3は同一なので省略しであ
る。
Note that the light emitting constant current circuit 4 shown in FIG. Bias constant current circuit 2. Since the switching circuit 3 is the same, it is omitted.

この図において、2]はCPUで、入力されるプリント
準備指令に応じてアップダウンカウンタ(UDカウンタ
)22にアップカウントするようにカウント信号E1を
HIGHレベルに設定する。UDカウンタ22はカウン
ト信号E1がLOWレベルになると、ダウンカウンタと
して機能する。UDカウンタ22はCPU21から送出
されるイネーブル信号E2によりチップイネーブルにな
ってクロック信号CKIのカウントを開始するとともに
、リセット信号R1によりリセットされる。23はカウ
ンタ(CNT)で、イネーブル信号E3によりチップイ
ネーブルとなり、クロック信号CKIのカウントを開始
するとともに、リセット信号R2によりリセットされる
。24はD/A変換器(D/A)で、UDカウンタ22
により決定されたバイアス電流データをアナログバイア
ス電流値ADIに変換してバイアス定電流回路2に供給
する。25はD/A変換器(D/A)で、カウンタ23
がカウントした発光電流値に対応するカウント値をアナ
ログ発光電流値AD2に変換し、発光定電流回路4に供
給する。
In this figure, 2] is a CPU that sets a count signal E1 to a HIGH level so that an up/down counter (UD counter) 22 is incremented in accordance with an input print preparation command. The UD counter 22 functions as a down counter when the count signal E1 becomes LOW level. The UD counter 22 is chip-enabled by the enable signal E2 sent from the CPU 21 and starts counting the clock signal CKI, and is reset by the reset signal R1. A counter (CNT) 23 is chip enabled by the enable signal E3, starts counting the clock signal CKI, and is reset by the reset signal R2. 24 is a D/A converter (D/A), and UD counter 22
The bias current data determined by is converted into an analog bias current value ADI and supplied to the bias constant current circuit 2. 25 is a D/A converter (D/A), and counter 23
The count value corresponding to the light emitting current value counted by is converted into an analog light emitting current value AD2, and the analog light emitting current value AD2 is supplied to the light emitting constant current circuit 4.

プリント準備信号がCPU21に入力されると、CPU
21はUDカウンタ22にカウント信号El(アップカ
ウント指示)をHIGHレベルにするとともに、イネー
ブル信号E2を送出する。これにより、UDカウンタ2
2は第1図に示した半導体レーザ1の光量が第2図に示
した第1光量レベルP1になるまでクロック信号CKI
をカウントアツプして行く。さらにUDカウンタ22は
第2光量レベルP2までカウントアツプするが、第1光
量レベルP1から第2光量レベルP2までのクロック数
はCPU21がカウントしている。この実施例では、第
2光量レベルP2は第1光量レベルP1の2倍に設定し
であるので、第2光量レベルP2を検出し終えると、C
PU21はカウンタ22に送出していたカウント信号E
1をLOWレベルにし、ダウンカウントとして機能させ
るようにする1次いで、第1光量レベルP1から第2光
量レベルP2までカウントしたクロック数の倍のクロッ
ク数だけ第2光量レベルP2からカウントダウンさせ、
スレッシ3ルド電流値Ithを制御する。さらに、半導
体レーザ1を非発光状態にするために、nクロックダウ
ンさせバイアス電流の制御値とする。これは、第1図に
示した実施例で説明したスレッショルド電流値Ithに
値αを乗算することと同様の効果であり、D/A変換器
24のビット数により異なるが、この実施例では電流値
として、例えば10mA変化する量とした。このように
してバイアス電流値が決まると、発光量制御のためにC
PU21がカウンタ23に対してイネーブル信号E3を
送出する。
When the print preparation signal is input to the CPU 21, the CPU
21 sets the count signal El (up count instruction) to HIGH level to the UD counter 22 and sends out an enable signal E2. As a result, UD counter 2
2 is a clock signal CKI until the light intensity of the semiconductor laser 1 shown in FIG. 1 reaches the first light intensity level P1 shown in FIG.
Count up and go. Further, the UD counter 22 counts up to the second light amount level P2, but the CPU 21 counts the number of clocks from the first light amount level P1 to the second light amount level P2. In this embodiment, the second light level P2 is set to twice the first light level P1, so when the second light level P2 is detected,
The PU21 receives the count signal E sent to the counter 22.
1 to a LOW level to function as a down count. 1. Next, count down from the second light level P2 by a number of clocks that is twice the number of clocks counted from the first light level P1 to the second light level P2,
Controls the threshold current value Ith. Further, in order to bring the semiconductor laser 1 into a non-emitting state, n clocks are decreased to a bias current control value. This is the same effect as multiplying the threshold current value Ith by the value α explained in the embodiment shown in FIG. The value is, for example, an amount that changes by 10 mA. Once the bias current value is determined in this way, C
The PU 21 sends an enable signal E3 to the counter 23.

これに応じて、カウンタ23は所定の光量になるまでカ
ウントアツプし、カウンタ23からの出力はD/A変換
器25でアナログ発光電流値AD2に変換され、発光定
電流回路4へ供給される。このようにして、バイアス電
流値および発光電流値の制御が終了すると、プリント可
能状態となり、入力されるプリント信号に応じた発光が
行われる。
In response, the counter 23 counts up until a predetermined amount of light is reached, and the output from the counter 23 is converted into an analog light emission current value AD2 by the D/A converter 25 and supplied to the light emission constant current circuit 4. When the control of the bias current value and the light emitting current value is completed in this way, the printer becomes ready for printing and emits light according to the input print signal.

なお、上記実施例では、スレッショルド電流値Ithe
UDカウンタ22のカウントダウンにより求める場合に
ついて説明したが、UDカウンタ22とD/A変換器2
4との間に減算回路を設けて、第2光量レベルP2まで
カウントアツプしたUDカウンタ22のカウント値から
第1光量レベルPIから第2光量レベルP2までのクロ
ック数の2倍のクロック数を減するとともに、さらに半
導体レーザ1を非発光するためのnクロック減算を行う
ようにしてもよい。また第2光量レベルを第1光量レベ
ルの2倍としてカウントする場合について説明したが、
整数倍の数値ならば構わない。
Note that in the above embodiment, the threshold current value Ithe
Although the case where the calculation is performed by counting down the UD counter 22 has been explained, the UD counter 22 and the D/A converter 2
A subtraction circuit is provided between the first light intensity level PI and the second light intensity level P2 to subtract twice the number of clocks from the first light intensity level PI to the second light intensity level P2 from the count value of the UD counter 22 that has counted up to the second light intensity level P2. At the same time, n-clock subtraction may be performed to cause the semiconductor laser 1 to emit no light. Also, the case where the second light intensity level is counted as twice the first light intensity level has been explained;
It doesn't matter if the value is an integer multiple.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明は半導体レーザにバイア
ス電流を段階的に可変して印加したときに検知手段から
出力される第1および第2の発光光量およびそれに対応
する第1および第2のバイアス電流に基づいてスレッシ
ュホールドバイアス電流値を演算するスレッシュホール
ドバイアス電流演算手段と、このスレッシュホールドバ
イアス電流演算手段が演算したスレッシュホールドバイ
アス電流値を所定量補正して半導体レーザに印加する電
流制御手段とを設けたので、半導体レーザが周囲の温度
変化および耐久性劣化によりしきい値電流値、スロープ
効率等の特性が変化しても、常にしきい値近傍のバイア
ス電流を半導体レーザに印加でき、周波数特性および熱
特性を大幅に改善できるとともに、常に消光比に優れた
レーザ発光を行える利点を有する。
As explained above, the present invention provides the first and second emitted light quantities outputted from the detection means when a bias current is applied to the semiconductor laser in a stepwise manner, and the first and second biases corresponding thereto. Threshold bias current calculation means for calculating a threshold bias current value based on the current; and current control means for correcting the threshold bias current value calculated by the threshold bias current calculation means by a predetermined amount and applying it to the semiconductor laser. Even if the threshold current value, slope efficiency, and other characteristics of the semiconductor laser change due to changes in ambient temperature or deterioration of durability, a bias current near the threshold value can always be applied to the semiconductor laser, and the frequency It has the advantage of being able to significantly improve the characteristics and thermal characteristics, and also being able to always emit laser light with an excellent extinction ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体レーザ駆動装
置の構成を説明する図、第2図はレーザ印加電流とレー
ザ発光パワーとの関係を示すスロープ効率特性図、第3
図はこの発明の他の実施例を示すレーザ駆動制御装置の
構成を説明するブロック図、第4図は従来のバイアス電
流制御装置の一例を説明する回路図、第5図は従来の発
光光量をモニタするためのサンプルホールド回路を説明
するブロック図である。 図中、1は半導体レーザ、2はバイアス定電流回路、3
はスイッチング回路、4は発光定電流回路、5は制御部
、6はマルチプレクサ、7.8はラッチ、9,10はD
/A変換器、11は光センサ、12はボリュームである
。 第1図 12 オ(リエー4 第2図 □レーザ°卯加f浚イ直 第3図 第4図
FIG. 1 is a diagram explaining the configuration of a semiconductor laser driving device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a slope efficiency characteristic diagram showing the relationship between laser applied current and laser emission power, and FIG.
The figure is a block diagram explaining the configuration of a laser drive control device showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram explaining an example of a conventional bias current control device, and FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a sample and hold circuit for monitoring. In the figure, 1 is a semiconductor laser, 2 is a bias constant current circuit, and 3 is a semiconductor laser.
is a switching circuit, 4 is a light emitting constant current circuit, 5 is a control unit, 6 is a multiplexer, 7.8 is a latch, 9 and 10 are D
/A converter, 11 is an optical sensor, and 12 is a volume. Fig. 1 12

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体レーザから発光される光量を検知する検知
手段からの出力に応じて前記半導体レーザに印加するバ
イアス電流および発光電流を制御する半導体レーザ駆動
装置において、前記半導体レーザにバイアス電流を段階
的に可変して印加したときに前記検知手段から出力され
る第1および第2の発光光量およびそれに対応する第1
および第2のバイアス電流に基づいてスレッシュホール
ドバイアス電流値を演算するスレッシュホールドバイア
ス電流演算手段と、このスレッシュホールドバイアス電
流演算手段が演算した前記スレッシュホールドバイアス
電流値を所定量補正して前記半導体レーザに印加する電
流制御手段とを具備したことを特徴とする半導体レーザ
駆動装置。
(1) In a semiconductor laser driving device that controls a bias current and an emission current applied to the semiconductor laser according to an output from a detection means that detects the amount of light emitted from the semiconductor laser, the bias current is applied to the semiconductor laser in stages. The amounts of first and second emitted light output from the detection means when variablely applied and the first amount of light corresponding thereto.
and a threshold bias current calculation means for calculating a threshold bias current value based on the second bias current, and a threshold bias current calculation means for correcting the threshold bias current value calculated by the threshold bias current calculation means by a predetermined amount to 1. A semiconductor laser driving device comprising: current control means for applying a current to the semiconductor laser.
(2)バイアス電流演算手段が半導体レーザに印加する
第2のバイアス電流は第1のバイアス電流の整数倍であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の半
導体レーザ駆動装置。
(2) The semiconductor laser driving device according to claim (1), wherein the second bias current applied to the semiconductor laser by the bias current calculation means is an integral multiple of the first bias current.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412675A (en) * 1991-12-26 1995-05-02 Fujitsu Limited Semiconductor optical source capable of compensating for temperature-induced variation of laser oscillation threshold
US5767704A (en) * 1996-08-30 1998-06-16 Larson; Francis Willard High frequency analog switch for use with a laser diode
JP2007158022A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Canon Inc Semiconductor laser driver circuit

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JP2007158022A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Canon Inc Semiconductor laser driver circuit

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