JPH0595147A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents
半導体レーザ駆動回路Info
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- JPH0595147A JPH0595147A JP25347691A JP25347691A JPH0595147A JP H0595147 A JPH0595147 A JP H0595147A JP 25347691 A JP25347691 A JP 25347691A JP 25347691 A JP25347691 A JP 25347691A JP H0595147 A JPH0595147 A JP H0595147A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度補償素子等を用いることなく、また無調
整で、半導体レーザのばらつきや温度変化によらず、入
力信号に対するレーザ光の光強度の関係を一定に保つこ
とを目的としている。 【構成】 半導体レーザと、光強度信号を出力するモニ
タ手段と、第１、第２の基準電圧と、光強度信号と第
１、第２の基準電圧と各々比較する第１、第２の比較手
段と、第１、第２の比較結果に基づいて計数値を増減す
る第１、第２のカウント手段と、第１、第２のカウント
手段の計数値を各々Ｄ／Ａ変換する第１、第２のＤ／Ａ
変換手段と、入力信号の補数を算出する補数回路と、第
１のＤ／Ａ変換手段の出力電圧を参照電圧として入力信
号をＤ／Ａ変換する第３のＤ／Ａ変換手段と、第２のＤ
／Ａ変換手段の出力電圧を参照して入力信号の補数をＤ
／Ａ変換する第４のＤ／Ａ変換手段と、第３、第４のＤ
／Ａ変換手段の出力電圧を加算した電圧に基づいて半導
体レーザを駆動する電流駆動手段とから構成されてい
る。
整で、半導体レーザのばらつきや温度変化によらず、入
力信号に対するレーザ光の光強度の関係を一定に保つこ
とを目的としている。 【構成】 半導体レーザと、光強度信号を出力するモニ
タ手段と、第１、第２の基準電圧と、光強度信号と第
１、第２の基準電圧と各々比較する第１、第２の比較手
段と、第１、第２の比較結果に基づいて計数値を増減す
る第１、第２のカウント手段と、第１、第２のカウント
手段の計数値を各々Ｄ／Ａ変換する第１、第２のＤ／Ａ
変換手段と、入力信号の補数を算出する補数回路と、第
１のＤ／Ａ変換手段の出力電圧を参照電圧として入力信
号をＤ／Ａ変換する第３のＤ／Ａ変換手段と、第２のＤ
／Ａ変換手段の出力電圧を参照して入力信号の補数をＤ
／Ａ変換する第４のＤ／Ａ変換手段と、第３、第４のＤ
／Ａ変換手段の出力電圧を加算した電圧に基づいて半導
体レーザを駆動する電流駆動手段とから構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ駆動回路
に係り、特に光強度を入力信号により変調する半導体レ
ーザ駆動回路の改良に関する。
に係り、特に光強度を入力信号により変調する半導体レ
ーザ駆動回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザプリンタ等では半導体レーザから
発せられた変調光により感光体を走査・露光して画像の
書き込みを行っている。この場合、周知のように半導体
レーザは、「しきい値電流」を超える駆動電流に対し、
レーザ光を出射する。前記しきい値電流は、個々の素子
により又は周囲温度により大きく変化するので、同じ駆
動電流であっても半導体レーザの出力する光強度は個々
の素子に応じて大きく異なり、また温度に対して非常に
不安定である（図１３参照）。
発せられた変調光により感光体を走査・露光して画像の
書き込みを行っている。この場合、周知のように半導体
レーザは、「しきい値電流」を超える駆動電流に対し、
レーザ光を出射する。前記しきい値電流は、個々の素子
により又は周囲温度により大きく変化するので、同じ駆
動電流であっても半導体レーザの出力する光強度は個々
の素子に応じて大きく異なり、また温度に対して非常に
不安定である（図１３参照）。
【０００３】かかる光強度の不安定なレーザビームを露
光源として作像すると、出力画像に「つぶれ」や「かす
れ」が生じ、画像品質を著しく損なう。従って、半導体
レーザの周囲温度が変化する環境下では、半導体レーザ
の出力制御装置等により半導体レーザの光強度を安定化
させる必要がある。
光源として作像すると、出力画像に「つぶれ」や「かす
れ」が生じ、画像品質を著しく損なう。従って、半導体
レーザの周囲温度が変化する環境下では、半導体レーザ
の出力制御装置等により半導体レーザの光強度を安定化
させる必要がある。
【０００４】そこで従来は、しきい値電流の変化により
半導体レーザの光強度が変化するのを防止するために次
のようにしていた。即ち、従来の半導体レーザ駆動回路
では、本来の変調動作の合間にモニタ手段により半導体
レーザの発生するレーザ光の光強度をモニタし、しきい
値電流手段が所定の入力信号（制御信号）に対応して前
記光強度が一定になるように半導体レーザに流すバイア
ス電流を制御する制御動作を行っていた。
半導体レーザの光強度が変化するのを防止するために次
のようにしていた。即ち、従来の半導体レーザ駆動回路
では、本来の変調動作の合間にモニタ手段により半導体
レーザの発生するレーザ光の光強度をモニタし、しきい
値電流手段が所定の入力信号（制御信号）に対応して前
記光強度が一定になるように半導体レーザに流すバイア
ス電流を制御する制御動作を行っていた。
【０００５】また別の手段は、温度補償素子を用いて半
導体レーザの温度を検出し、その温度に応じて駆動電流
を補正していた。
導体レーザの温度を検出し、その温度に応じて駆動電流
を補正していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光の強度を直接変調して階調を得る場合には、半導体レ
ーザの微分量子効率が個々の素子で「ばらついて」いた
り「温度によって変化」するので、当該制御していた光
強度以外では誤差が発生するために正確な直接強度変調
ができなかった。
光の強度を直接変調して階調を得る場合には、半導体レ
ーザの微分量子効率が個々の素子で「ばらついて」いた
り「温度によって変化」するので、当該制御していた光
強度以外では誤差が発生するために正確な直接強度変調
ができなかった。
【０００７】また、温度補償素子を用いる手段では、時
間遅れがあったり、温度補償素子と半導体レーザの特性
を整合するために温度を変えて調整しなければならず、
大変な手間を要するという問題点があった。
間遅れがあったり、温度補償素子と半導体レーザの特性
を整合するために温度を変えて調整しなければならず、
大変な手間を要するという問題点があった。
【０００８】そこで本発明は上記問題点を解決するため
になされたものであり、温度補償素子等を使用せず、無
調整で、半導体レーザのばらつきや温度変化により微分
量子効率が変化しても、入力信号と光強度の関係が変化
しない半導体レーザ駆動回路を提供することを目的とす
る。
になされたものであり、温度補償素子等を使用せず、無
調整で、半導体レーザのばらつきや温度変化により微分
量子効率が変化しても、入力信号と光強度の関係が変化
しない半導体レーザ駆動回路を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、半導体レーザへの入力信号に応じて変調さ
れたレーザ光の一部をモニタ装置によりモニタしてモニ
タ信号を発生し、このモニタ信号に応じて前記半導体レ
ーザの光強度を制御するようにした半導体レーザ駆動回
路において、前記半導体レーザが発生する最大光強度に
対応した第１参照電圧を発生する第１参照電圧発生部
と、前記半導体レーザが発生する最小光強度に対応した
第２参照電圧を発生する第２参照電圧発生部と、被変調
入力信号に応じて前記第１参照電圧に基づき第１駆動信
号を発生する第１乗算型Ｄ／Ａ変換部と、前記被変調入
力信号の補数変換をする補数演算部と、前記補数演算部
により補数変換された被変調入力信号に応じて前記第２
参照電圧に基づき第２駆動信号を発生する第２乗算型Ｄ
／Ａ変換部と、前記第１駆動信号と第２駆動信号とを加
算し、前記被変調入力信号に比例した光強度出力を生成
せしめる加算駆動部と、を備えて構成した。
するために、半導体レーザへの入力信号に応じて変調さ
れたレーザ光の一部をモニタ装置によりモニタしてモニ
タ信号を発生し、このモニタ信号に応じて前記半導体レ
ーザの光強度を制御するようにした半導体レーザ駆動回
路において、前記半導体レーザが発生する最大光強度に
対応した第１参照電圧を発生する第１参照電圧発生部
と、前記半導体レーザが発生する最小光強度に対応した
第２参照電圧を発生する第２参照電圧発生部と、被変調
入力信号に応じて前記第１参照電圧に基づき第１駆動信
号を発生する第１乗算型Ｄ／Ａ変換部と、前記被変調入
力信号の補数変換をする補数演算部と、前記補数演算部
により補数変換された被変調入力信号に応じて前記第２
参照電圧に基づき第２駆動信号を発生する第２乗算型Ｄ
／Ａ変換部と、前記第１駆動信号と第２駆動信号とを加
算し、前記被変調入力信号に比例した光強度出力を生成
せしめる加算駆動部と、を備えて構成した。
【００１０】
【作用】本発明によれば、図１１に示すように、最大光
強度に対応した第１参照電圧Ｖ H と、最小光強度に対応
した第２参照電圧ＶL とが求められる。前記第１参照電
圧ＶH は被変調データの最大値（Ｎ）に対応し、前記第
２参照電圧ＶL は被変調データの最小値（０）に対応す
る。前記第１参照電圧ＶH を第１乗算型Ｄ／Ａ変換部に
入力し、前記第２参照電圧ＶL を第２乗算型Ｄ／Ａ変換
部に入力する。
強度に対応した第１参照電圧Ｖ H と、最小光強度に対応
した第２参照電圧ＶL とが求められる。前記第１参照電
圧ＶH は被変調データの最大値（Ｎ）に対応し、前記第
２参照電圧ＶL は被変調データの最小値（０）に対応す
る。前記第１参照電圧ＶH を第１乗算型Ｄ／Ａ変換部に
入力し、前記第２参照電圧ＶL を第２乗算型Ｄ／Ａ変換
部に入力する。
【００１１】一方、被変調データ（ｎ）は、第１乗算型
Ｄ／Ａ変換部にそのまま入力し、第２乗算型Ｄ／Ａ変換
部には補数回路を介して入力する。すると、第１と第２
乗算型Ｄ／Ａ変換部の出力は、加算駆動部で加算され、
その和（加算結果）Ｖは次式で表される。
Ｄ／Ａ変換部にそのまま入力し、第２乗算型Ｄ／Ａ変換
部には補数回路を介して入力する。すると、第１と第２
乗算型Ｄ／Ａ変換部の出力は、加算駆動部で加算され、
その和（加算結果）Ｖは次式で表される。
【００１２】 Ｖ＝ＶH （ｎ／Ｎ）＋ＶL （ｎ′／Ｎ） ＝ＶH （ｎ／Ｎ）＋ＶL ｛（Ｎ−ｎ）／Ｎ｝ ＝（ＶH −ＶL ）（ｎ／Ｎ）＋ＶL この式は、図１０において直線ＬをＮ＋１分割した場合
に、被変調データｎが入力した場合に、光強度が比例関
係にあることを示す。従って、光強度は被変調データｎ
のみに対応し、半導体レーザのバラツキに拘らず安定し
た光強度のレーザ光を発生する。
に、被変調データｎが入力した場合に、光強度が比例関
係にあることを示す。従って、光強度は被変調データｎ
のみに対応し、半導体レーザのバラツキに拘らず安定し
た光強度のレーザ光を発生する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１に本発明の実施例の半導体レーザ駆動回路の
ブロック図を示す。
する。図１に本発明の実施例の半導体レーザ駆動回路の
ブロック図を示す。
【００１４】図１に示すように、レーザ光を発生する半
導体レーザ１と、レーザ光の一部を受光して光強度信号
を出力するモニタ回路２と、最大光強度の基準となる第
１基準電圧回路３と、最小光強度の基準となる第２基準
電圧回路４と、前記光強度信号と前記第１、第２基準電
圧とをそれぞれ比較する第１および第２比較回路５、６
と、前記第１、第２比較回路５、６の比較結果に基づい
てカウント値を増減する第１、第２カウント回路７、８
と、この第１、第２カウント回路７、８のカウント値を
それぞれＤ／Ａ変換する第１、第２Ｄ／Ａ変換回路９、
１０と、Ｄ／Ａ変換された第１、第２アナログ電圧を参
照電圧として入力される信号をＤ／Ａ変換する乗算型
の、例えば０〜ＦＦＨ（１６進、以下同じ）のいずれか
である８ビットの信号に基づいてＤ／Ａ変換を行う第
３、第４Ｄ／Ａ変換回路１１、１２と、８ビットの入力
信号の補数を算出する補数回路１３と、第３、第４Ｄ／
Ａ変換回路１１、１２の出力電圧を加算し、加算された
電圧に基づいて半導体レーザを電流駆動する電流駆動回
路１４とから構成されている。
導体レーザ１と、レーザ光の一部を受光して光強度信号
を出力するモニタ回路２と、最大光強度の基準となる第
１基準電圧回路３と、最小光強度の基準となる第２基準
電圧回路４と、前記光強度信号と前記第１、第２基準電
圧とをそれぞれ比較する第１および第２比較回路５、６
と、前記第１、第２比較回路５、６の比較結果に基づい
てカウント値を増減する第１、第２カウント回路７、８
と、この第１、第２カウント回路７、８のカウント値を
それぞれＤ／Ａ変換する第１、第２Ｄ／Ａ変換回路９、
１０と、Ｄ／Ａ変換された第１、第２アナログ電圧を参
照電圧として入力される信号をＤ／Ａ変換する乗算型
の、例えば０〜ＦＦＨ（１６進、以下同じ）のいずれか
である８ビットの信号に基づいてＤ／Ａ変換を行う第
３、第４Ｄ／Ａ変換回路１１、１２と、８ビットの入力
信号の補数を算出する補数回路１３と、第３、第４Ｄ／
Ａ変換回路１１、１２の出力電圧を加算し、加算された
電圧に基づいて半導体レーザを電流駆動する電流駆動回
路１４とから構成されている。
【００１５】ここに、第１基準電圧回路３と第１比較回
路５と第１カウント回路７と第１Ｄ／Ａ変換回路９とが
第１参照電圧発生部Ｒ1 を構成し、第２基準電圧回路４
と第２比較回路６と第２カウント回路８と第２Ｄ／Ａ変
換回路１０とが第２参照電圧発生部Ｒ2 を構成する。
路５と第１カウント回路７と第１Ｄ／Ａ変換回路９とが
第１参照電圧発生部Ｒ1 を構成し、第２基準電圧回路４
と第２比較回路６と第２カウント回路８と第２Ｄ／Ａ変
換回路１０とが第２参照電圧発生部Ｒ2 を構成する。
【００１６】前記モニタ回路２は、図２に示すように、
通常は半導体レーザ１と同一容器に格納されたモニタフ
ォトダイオード２１と、このモニタフォトダイオード２
１がレーザ光の受光により発生した光電流をモニタ電圧
に増幅変換する増幅回路２２とから構成されている。
通常は半導体レーザ１と同一容器に格納されたモニタフ
ォトダイオード２１と、このモニタフォトダイオード２
１がレーザ光の受光により発生した光電流をモニタ電圧
に増幅変換する増幅回路２２とから構成されている。
【００１７】第１、第２基準電圧回路３、４は、図３に
示すように、ツェナーダイオード３１、４１と抵抗３
２、４２とから構成されている。そして、第１基準電圧
回路３は、最大光強度に対応する第１基準電圧を発生
し、第２基準電圧回路４は、最小光強度に対応する第２
基準電圧を発生する。
示すように、ツェナーダイオード３１、４１と抵抗３
２、４２とから構成されている。そして、第１基準電圧
回路３は、最大光強度に対応する第１基準電圧を発生
し、第２基準電圧回路４は、最小光強度に対応する第２
基準電圧を発生する。
【００１８】第１、第２比較回路５、６は、図４に示す
ように、コンパレータ５１、６１により構成され、モニ
タ電圧と前記第１基準電圧、第２基準電圧と比較する。
第１、第２カウント回路７、８は、図５に示すように、
アップダウンカウンタ（以下カウンタと記す）７１、８
１と、そのカウント動作を制御する制御回路７２、８２
とから構成され、比較回路５、６の比較結果に応じてカ
ウンタ７１、８１のカウント値を増減する。
ように、コンパレータ５１、６１により構成され、モニ
タ電圧と前記第１基準電圧、第２基準電圧と比較する。
第１、第２カウント回路７、８は、図５に示すように、
アップダウンカウンタ（以下カウンタと記す）７１、８
１と、そのカウント動作を制御する制御回路７２、８２
とから構成され、比較回路５、６の比較結果に応じてカ
ウンタ７１、８１のカウント値を増減する。
【００１９】第１、第２Ｄ／Ａ変換回路９、１０は、図
６に示すように、重み付けされた電流をスイッチ回路に
より選択・加算後、電圧に変換して出力する。第３、第
４Ｄ／Ａ変換回路１１、１２は、図７に示すように、入
力される参照電圧により発生された電流を重み付けして
分配し、スイッチ回路により選択・加算後、電圧に変換
して出力する。即ち、第３、第４Ｄ／Ａ変換回路１１、
１２は、乗算型Ｄ／Ａ変換回路であり、参照電圧と入力
信号に比例したアナログ信号が出力される。
６に示すように、重み付けされた電流をスイッチ回路に
より選択・加算後、電圧に変換して出力する。第３、第
４Ｄ／Ａ変換回路１１、１２は、図７に示すように、入
力される参照電圧により発生された電流を重み付けして
分配し、スイッチ回路により選択・加算後、電圧に変換
して出力する。即ち、第３、第４Ｄ／Ａ変換回路１１、
１２は、乗算型Ｄ／Ａ変換回路であり、参照電圧と入力
信号に比例したアナログ信号が出力される。
【００２０】補数回路１３は、図８に示すように、入力
信号の最大値（本実施例ではＦＦｈ）から入力信号を減
算し、減算結果を補数信号として第４Ｄ／Ａ変換回路１
２に出力する。
信号の最大値（本実施例ではＦＦｈ）から入力信号を減
算し、減算結果を補数信号として第４Ｄ／Ａ変換回路１
２に出力する。
【００２１】電流駆動回路１４は、図９に示すように、
オペアンプ、トランジスタ、抵抗から構成され、複数入
力される電圧を加算し、加算された電圧に比例した電流
により半導体レーザ１を駆動する。
オペアンプ、トランジスタ、抵抗から構成され、複数入
力される電圧を加算し、加算された電圧に比例した電流
により半導体レーザ１を駆動する。
【００２２】次に以上のように構成された半導体レーザ
駆動回路の動作を説明する。本動作の概要は、図１０に
示すように、次に説明する第１制御動作と第２制御動作
により光強度の最大値と最小値を一定に保ち、最大値と
最小値の間をＮ＋１分割（本実施例では２５６）する。
第１制御動作により得られた電圧ＶHと第２制御動作に
より得られた電圧ＶL とをそれぞれ第１、第２乗算型Ｄ
／Ａ変換器に入力する。一方、入力信号（変調データ）
は、第１Ｄ／Ａ変換器にはそのまま入力し、第２Ｄ／Ａ
変換器には補数回路１３を介して入力する。すると、第
１と第２Ｄ／Ａ変換器の出力の和Ｖは次式で表される。
駆動回路の動作を説明する。本動作の概要は、図１０に
示すように、次に説明する第１制御動作と第２制御動作
により光強度の最大値と最小値を一定に保ち、最大値と
最小値の間をＮ＋１分割（本実施例では２５６）する。
第１制御動作により得られた電圧ＶHと第２制御動作に
より得られた電圧ＶL とをそれぞれ第１、第２乗算型Ｄ
／Ａ変換器に入力する。一方、入力信号（変調データ）
は、第１Ｄ／Ａ変換器にはそのまま入力し、第２Ｄ／Ａ
変換器には補数回路１３を介して入力する。すると、第
１と第２Ｄ／Ａ変換器の出力の和Ｖは次式で表される。
【００２３】 Ｖ＝ＶH （ｎ／Ｎ）＋ＶL （ｎ′／Ｎ） ＝ＶH （ｎ／Ｎ）＋ＶL ｛（Ｎ−ｎ）／Ｎ｝ ＝（ＶH −ＶL ）（ｎ／Ｎ）＋ＶL この式は、図１０において直線Ｌ上で入力信号ｎに対し
て光強度が比例関係にあることを示す。従って、光強度
は入力信号ｎのみに対応し、半導体レーザのバラツキに
拘らず安定した光強度のレーザ光を発生する。
て光強度が比例関係にあることを示す。従って、光強度
は入力信号ｎのみに対応し、半導体レーザのバラツキに
拘らず安定した光強度のレーザ光を発生する。
【００２４】次に、半導体レーザ駆動回路の詳細動作を
説明する。先ず、入力信号と光強度の関係を一定に保つ
ために、本来の変調動作の合間に行われる第１、第２の
制御動作について説明する。
説明する。先ず、入力信号と光強度の関係を一定に保つ
ために、本来の変調動作の合間に行われる第１、第２の
制御動作について説明する。
【００２５】第１制御動作 ここに第１制御動作とは、レーザ光の本来の変調動作
（スキャンニング）の合間に、最大光強度Ｐmax に対応
する制御を行うことをいう。
（スキャンニング）の合間に、最大光強度Ｐmax に対応
する制御を行うことをいう。
【００２６】本来の変調動作の合間に第１制御動作が開
始されると、変調データを最大光強度Ｐmax に対応する
第１制御信号（即ち、入力信号の最大値であるＦＦｈ）
に切り替える。
始されると、変調データを最大光強度Ｐmax に対応する
第１制御信号（即ち、入力信号の最大値であるＦＦｈ）
に切り替える。
【００２７】第３Ｄ／Ａ変換回路１１（図７）には変調
データの最大値ＦＦｈが入力されるので、参照電圧とし
て入力されている第１Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧ＶH
と前記最大値ＦＦｈとの乗算結果が、第３Ｄ／Ａ変換回
路１１から出力される（＝Ｖ H ×ＦＦｈ／ＦＦｈ）。補
数回路１３は、第４Ｄ／Ａ変換回路１２には００ｈ（＝
ＦＦｈ−ＦＦｈ）を出力するので、第４Ｄ／Ａ変換回路
１２の出力電圧（＝Ｖ L ×００ｈ／ＦＦｈ）はゼロとな
る。従って、電流駆動回路１４では、［前記Ｖ H ×ＦＦ
ｈ／ＦＦｈ＋ＶL ×００ｈ／ＦＦｈ］の加算が行われ、
その結果第３Ｄ／Ａ変換回路１１の出力電圧、即ち第１
Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧（ＶH ×ＦＦｈ／ＦＦｈ＝
ＶH ）に基づいて半導体レーザ１を電流駆動する。これ
により半導体レーザ１は、該電流値に対応した光強度の
レーザ光を出射する。
データの最大値ＦＦｈが入力されるので、参照電圧とし
て入力されている第１Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧ＶH
と前記最大値ＦＦｈとの乗算結果が、第３Ｄ／Ａ変換回
路１１から出力される（＝Ｖ H ×ＦＦｈ／ＦＦｈ）。補
数回路１３は、第４Ｄ／Ａ変換回路１２には００ｈ（＝
ＦＦｈ−ＦＦｈ）を出力するので、第４Ｄ／Ａ変換回路
１２の出力電圧（＝Ｖ L ×００ｈ／ＦＦｈ）はゼロとな
る。従って、電流駆動回路１４では、［前記Ｖ H ×ＦＦ
ｈ／ＦＦｈ＋ＶL ×００ｈ／ＦＦｈ］の加算が行われ、
その結果第３Ｄ／Ａ変換回路１１の出力電圧、即ち第１
Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧（ＶH ×ＦＦｈ／ＦＦｈ＝
ＶH ）に基づいて半導体レーザ１を電流駆動する。これ
により半導体レーザ１は、該電流値に対応した光強度の
レーザ光を出射する。
【００２８】モニタ回路２において、モニタフォトダイ
オード２１が前記レーザ光の一部を受光し、光強度に比
例した光電流を発生し、この光電流は増幅回路２２によ
り増幅されて光強度信号となり、第１比較回路５により
第１基準電圧と比較される。
オード２１が前記レーザ光の一部を受光し、光強度に比
例した光電流を発生し、この光電流は増幅回路２２によ
り増幅されて光強度信号となり、第１比較回路５により
第１基準電圧と比較される。
【００２９】第１カウント回路７においては前記比較結
果が基準電圧より光強度信号が大きい場合には、変調デ
ータの最大値ＦＦｈに対する光強度は所定の最大光強度
Ｐma x より大きいので、制御回路７２（図５参照）はカ
ウンタ７１のカウント値を１だけ減らす。また、基準電
圧より光強度信号が小さい場合には、変調データの最大
値ＦＦｈに対する光強度は所定の最大光強度Ｐmax より
小さいので、制御回路７２はカウンタ７１のカウント値
を１だけ増加する。カウント値が増減されればそれに対
応して第１Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧も増減されるの
で、駆動電流も増減され、レーザ光の光強度も増減す
る。
果が基準電圧より光強度信号が大きい場合には、変調デ
ータの最大値ＦＦｈに対する光強度は所定の最大光強度
Ｐma x より大きいので、制御回路７２（図５参照）はカ
ウンタ７１のカウント値を１だけ減らす。また、基準電
圧より光強度信号が小さい場合には、変調データの最大
値ＦＦｈに対する光強度は所定の最大光強度Ｐmax より
小さいので、制御回路７２はカウンタ７１のカウント値
を１だけ増加する。カウント値が増減されればそれに対
応して第１Ｄ／Ａ変換回路９の出力電圧も増減されるの
で、駆動電流も増減され、レーザ光の光強度も増減す
る。
【００３０】このような動作を繰り返すことにより第１
制御信号（即ち、変調データの最大値で本実施例ではＦ
Ｆｈ）に対するレーザ光の光強度を最大光強度Ｐmax に
保つ。
制御信号（即ち、変調データの最大値で本実施例ではＦ
Ｆｈ）に対するレーザ光の光強度を最大光強度Ｐmax に
保つ。
【００３１】第２制御動作 第２制御動作とは、レーザ光の本来の変調動作（スキャ
ンニング）の合間に、最小光強度Ｐmin に対応する制御
を行うことをいう。
ンニング）の合間に、最小光強度Ｐmin に対応する制御
を行うことをいう。
【００３２】本来の変調動作の合間に第２制御動作が開
始されると、変調データを最小光強度Ｐmin に対応する
第２制御信号（即ち、変調データの最小値であり００
ｈ）に切り替える。
始されると、変調データを最小光強度Ｐmin に対応する
第２制御信号（即ち、変調データの最小値であり００
ｈ）に切り替える。
【００３３】第４Ｄ／Ａ変換回路１２（図７）には補数
回路１３により変調データの最大値ＦＦｈ（＝ＦＦｈ−
００ｈ）が入力されるので、参照電圧として入力されて
いる第２Ｄ／Ａ変換回路１０の出力電圧（ＶL ）との乗
算結果（ＶL ×ＦＦｈ／ＦＦｈ）が出力される。
回路１３により変調データの最大値ＦＦｈ（＝ＦＦｈ−
００ｈ）が入力されるので、参照電圧として入力されて
いる第２Ｄ／Ａ変換回路１０の出力電圧（ＶL ）との乗
算結果（ＶL ×ＦＦｈ／ＦＦｈ）が出力される。
【００３４】第３Ｄ／Ａ変換回路１１の出力電圧は変調
データが００ｈなのでゼロであり、電流駆動回路１４は
第４Ｄ／Ａ変換回路１２の出力電圧、即ち、第２Ｄ／Ａ
変換回路１０の出力電圧（ＶL ）に基づいて半導体レー
ザ１を電流駆動する。これにより半導体レーザ１は、該
電流値に対応した光強度のレーザ光を出射する。
データが００ｈなのでゼロであり、電流駆動回路１４は
第４Ｄ／Ａ変換回路１２の出力電圧、即ち、第２Ｄ／Ａ
変換回路１０の出力電圧（ＶL ）に基づいて半導体レー
ザ１を電流駆動する。これにより半導体レーザ１は、該
電流値に対応した光強度のレーザ光を出射する。
【００３５】モニタ回路２において、モニタフォトダイ
オード２１が前記レーザ光の一部を受光し、光強度に比
例した光電流を発生し、この光電流は増幅回路２２によ
り増幅されて光強度信号となり、第２比較回路６により
第２基準電圧と比較される。
オード２１が前記レーザ光の一部を受光し、光強度に比
例した光電流を発生し、この光電流は増幅回路２２によ
り増幅されて光強度信号となり、第２比較回路６により
第２基準電圧と比較される。
【００３６】第２カウント回路８においては前記比較結
果が基準電圧より光強度信号が大きい場合には、変調デ
ータの最小値００ｈに対する光強度は所定の最小光強度
Ｐmi n より大きいので、制御回路８２（図５参照）はカ
ウンタ８１のカウント値を１だけ減らす。また、基準電
圧より光強度信号が小さい場合には、変調データの最小
値００ｈに対する光強度は所定の最小光強度Ｐmin より
小さいので、制御回路８２はカウンタ８１のカウント値
を１だけ増加する。カウント値が増減されればそれに対
応して第２Ｄ／Ａ変換回路１０の出力電圧も増減される
ので、駆動電流も増減され、レーザ光の光強度も増減す
る。
果が基準電圧より光強度信号が大きい場合には、変調デ
ータの最小値００ｈに対する光強度は所定の最小光強度
Ｐmi n より大きいので、制御回路８２（図５参照）はカ
ウンタ８１のカウント値を１だけ減らす。また、基準電
圧より光強度信号が小さい場合には、変調データの最小
値００ｈに対する光強度は所定の最小光強度Ｐmin より
小さいので、制御回路８２はカウンタ８１のカウント値
を１だけ増加する。カウント値が増減されればそれに対
応して第２Ｄ／Ａ変換回路１０の出力電圧も増減される
ので、駆動電流も増減され、レーザ光の光強度も増減す
る。
【００３７】このような動作を繰り返すことにより第２
制御信号（即ち、変調データの最小値で本実施例では０
０ｈ）に対するレーザ光の光強度を最小光強度Ｐmin に
保つ。
制御信号（即ち、変調データの最小値で本実施例では０
０ｈ）に対するレーザ光の光強度を最小光強度Ｐmin に
保つ。
【００３８】以上に説明した第１および第２制御動作
は、変調動作の合間に交互に行われるので、本来の変調
動作に影響を与えない。半導体レーザ１のばらつきや温
度変化により半導体レーザ１のしきい値電流や微分量子
効率がばらついたり変化しても、第１および第２制御動
作により第１および第２カウント回路７１、８１のカウ
ント値が自動的に変化して、最大光強度Ｐmax 、最小光
強度Ｐmin が所定の大きさに保たれるようにＶH 、ＶL
が変化するので、調整することなく、入力信号の最大値
と最小値に対応する光強度はそれぞれ所定の一定の大き
さＰmax 、Ｐminに保たれる（図１１参照）。
は、変調動作の合間に交互に行われるので、本来の変調
動作に影響を与えない。半導体レーザ１のばらつきや温
度変化により半導体レーザ１のしきい値電流や微分量子
効率がばらついたり変化しても、第１および第２制御動
作により第１および第２カウント回路７１、８１のカウ
ント値が自動的に変化して、最大光強度Ｐmax 、最小光
強度Ｐmin が所定の大きさに保たれるようにＶH 、ＶL
が変化するので、調整することなく、入力信号の最大値
と最小値に対応する光強度はそれぞれ所定の一定の大き
さＰmax 、Ｐminに保たれる（図１１参照）。
【００３９】入力信号に対応する変調動作 第３Ｄ／Ａ変換回路１１には参照電圧として最大光強度
Ｐmax に対応する電圧ＶH が印加されている。また、第
４Ｄ／Ａ変換回路１２には参照電圧として最小光強度Ｐ
min に対応する電圧ＶL が印加されている。第３Ｄ／Ａ
変換回路１１には入力信号が、第４Ｄ／Ａ変換回路１２
には補数回路１３により入力信号の補数がそれぞれ入力
されている。それ故、第３および第４Ｄ／Ａ変換回路１
１、１２の出力する電圧Ｖ３、Ｖ４は、入力信号をｄと
してそれぞれ式１および式２で表され、その電圧の和Ｖ
ｄは式３で表すように入力信号に応じて第１および第２
Ｄ／Ａ変換回路９、１０の出力電圧ＶH 、ＶL を加重平
均したものとなる。
Ｐmax に対応する電圧ＶH が印加されている。また、第
４Ｄ／Ａ変換回路１２には参照電圧として最小光強度Ｐ
min に対応する電圧ＶL が印加されている。第３Ｄ／Ａ
変換回路１１には入力信号が、第４Ｄ／Ａ変換回路１２
には補数回路１３により入力信号の補数がそれぞれ入力
されている。それ故、第３および第４Ｄ／Ａ変換回路１
１、１２の出力する電圧Ｖ３、Ｖ４は、入力信号をｄと
してそれぞれ式１および式２で表され、その電圧の和Ｖ
ｄは式３で表すように入力信号に応じて第１および第２
Ｄ／Ａ変換回路９、１０の出力電圧ＶH 、ＶL を加重平
均したものとなる。
【００４０】 Ｖ３＝ＶH ・ｄ／ＦＦｈ （式１） Ｖ４＝ＶL ・（ＦＦｈ−ｄ）／ＦＦｈ （式２） Ｖｄ＝ＶH ・ｄ／ＦＦｈ＋ＶL ・（ＦＦｈ−ｄ）／ＦＦｈ （式３） 電流駆動回路１４は加重平均された電圧に基づいて半導
体レーザ１を電流駆動するので、最大光強度Ｐmax に対
応する駆動電流と最小光強度Ｐmin に対応する駆動電流
を加重平均した電流で駆動することになる。
体レーザ１を電流駆動するので、最大光強度Ｐmax に対
応する駆動電流と最小光強度Ｐmin に対応する駆動電流
を加重平均した電流で駆動することになる。
【００４１】半導体レーザ１は個々の素子のばらつきや
温度変化によりしきい値電流や微分量子効率は変化する
もののしきい値電流を越えて電流駆動するならば、駆動
電流の変化に対して光強度の変化は直線的である（図１
２参照）。従って、上述のような駆動電流で電流駆動す
るならば、得られる光強度Ｐｄは次式４に示すように、
最大光強度Ｐmax と最小光強度Ｐmin を加重平均した光
強度であり、入力信号ｄにより決定される。
温度変化によりしきい値電流や微分量子効率は変化する
もののしきい値電流を越えて電流駆動するならば、駆動
電流の変化に対して光強度の変化は直線的である（図１
２参照）。従って、上述のような駆動電流で電流駆動す
るならば、得られる光強度Ｐｄは次式４に示すように、
最大光強度Ｐmax と最小光強度Ｐmin を加重平均した光
強度であり、入力信号ｄにより決定される。
【００４２】 Ｐｄ＝Ｐmax ・ｄ／ＦＦｈ＋Ｐmin ・（ＦＦｈ−ｄ）／ＦＦｈ （式４） 先に説明した第１および第２制御動作により半導体レー
ザ１にばらつきや温度変化によらずしかも調整不要にし
て最大光強度Ｐmax と最小光強度Ｐmin はそれぞれ所定
の一定の大きさに保たれるので、入力される入力信号と
発生する光強度の関係は、半導体レーザ１のばらつきや
温度によらず安定な関係となる。
ザ１にばらつきや温度変化によらずしかも調整不要にし
て最大光強度Ｐmax と最小光強度Ｐmin はそれぞれ所定
の一定の大きさに保たれるので、入力される入力信号と
発生する光強度の関係は、半導体レーザ１のばらつきや
温度によらず安定な関係となる。
【００４３】なお、本実施例では基準電圧回路を２個用
いたが、１個の基準電圧回路より抵抗分圧等により２種
の基準電圧を発生させてもよい。また、比較回路を１個
に構成し、スイッチにより切り替えてもよい。
いたが、１個の基準電圧回路より抵抗分圧等により２種
の基準電圧を発生させてもよい。また、比較回路を１個
に構成し、スイッチにより切り替えてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
大光強度に対応した第１参照電圧を第１乗算型Ｄ／Ａに
入力し、最小光強度に対応した第２参照電圧を第２乗算
型Ｄ／Ａに入力する。そして、前記第１乗算型Ｄ／Ａか
ら被変調データに応じて出力させ、前記第２乗算型Ｄ／
Ａから被変調データの補数に応じて出力させて、これら
の和をとっているので、被変調データは、半導体レーザ
のバラツキによらず、安定した出力を確保できる。
大光強度に対応した第１参照電圧を第１乗算型Ｄ／Ａに
入力し、最小光強度に対応した第２参照電圧を第２乗算
型Ｄ／Ａに入力する。そして、前記第１乗算型Ｄ／Ａか
ら被変調データに応じて出力させ、前記第２乗算型Ｄ／
Ａから被変調データの補数に応じて出力させて、これら
の和をとっているので、被変調データは、半導体レーザ
のバラツキによらず、安定した出力を確保できる。
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】前記実施例におけるモニタ回路である。
【図３】前記実施例における基準電圧発生回路である。
【図４】前記実施例における比較回路である。
【図５】前記実施例におけるカウント回路である。
【図６】前記実施例におけるＤ／Ａ変換回路である。
【図７】前記実施例におけるＤ／Ａ変換回路である。
【図８】前記実施例における補数回路である。
【図９】前記実施例における電流駆動回路である。
【図１０】本発明の原理を説明する図である。
【図１１】本発明の原理を説明する図である。
【図１２】前記実施例の動作を説明する図である。
【図１３】半導体レーザの特性図である。
１…半導体レーザ ２…モニタ回路 １１…第３Ｄ／Ａ回路（第１乗算型Ｄ／Ａ変換部） １２…第４Ｄ／Ａ回路（第２乗算型Ｄ／Ａ変換部） １３…補数回路 １４…電流駆動回路（加算駆動部） Ｒ1 …第１参照電圧発生部 Ｒ2 …第２参照電圧発生部
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザへの入力信号に応じて変調
されたレーザ光の一部をモニタ装置によりモニタしてモ
ニタ信号を発生し、このモニタ信号に応じて前記半導体
レーザの光強度を制御するようにした半導体レーザ駆動
回路において、 前記半導体レーザが発生する最大光強度に対応した第１
参照電圧を発生する第１参照電圧発生部と、 前記半導体レーザが発生する最小光強度に対応した第２
参照電圧を発生する第２参照電圧発生部と、 被変調入力信号に応じて前記第１参照電圧に基づき第１
駆動信号を発生する第１乗算型Ｄ／Ａ変換部と、 前記被変調入力信号の補数変換をする補数演算部と、 前記補数演算部により補数変換された被変調入力信号に
応じて前記第２参照電圧に基づき第２駆動信号を発生す
る第２乗算型Ｄ／Ａ変換部と、 前記第１駆動信号と第２駆動信号とを加算し、前記被変
調入力信号に比例した光強度出力を生成せしめる加算駆
動部と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25347691A JPH0595147A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 半導体レーザ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25347691A JPH0595147A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 半導体レーザ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595147A true JPH0595147A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17251918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25347691A Pending JPH0595147A (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 半導体レーザ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0595147A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014131170A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Azbil Corp | 光電センサ |
| JP2015221542A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP25347691A patent/JPH0595147A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014131170A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Azbil Corp | 光電センサ |
| JP2015221542A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
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