JPH06152024A - 発光素子の駆動回路 - Google Patents

発光素子の駆動回路

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JPH06152024A
JPH06152024A JP29306392A JP29306392A JPH06152024A JP H06152024 A JPH06152024 A JP H06152024A JP 29306392 A JP29306392 A JP 29306392A JP 29306392 A JP29306392 A JP 29306392A JP H06152024 A JPH06152024 A JP H06152024A
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JP
Japan
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current
voltage
input signal
light emitting
emitting element
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JP29306392A
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English (en)
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Kaneyuki Nakano
錦亨 中野
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザダイオードに対して安定した負帰還制御
を達成する。 【構成】入力信号電圧に対する第1の電圧・電流変換回
路14と、変換後の電流が駆動電流として供給されるレ
ーザダイオード11と、その光を受光するホトダイオー
ド12と、これを流れるモニター電流を電圧に変換する
電流・電圧変換回路15と、入力信号に対して指数関数
特性を付与する指数的変換回路21と、指数関数特性が
付与された入力信号電圧とモニター電流に対応するモニ
ター電圧との差動出力を得るための差動アンプ22と、
この差動出力を電流に変換する第2の電圧・電流変換回
路23とで構成される。入力信号が指数関数的に変換さ
れているので、入力信号の入出力特性とレーザダイオー
ド11の発光量とモニター電圧との特性が一致し、レー
ザダイオード11に対する負帰還制御系が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複写機のプリンタ部
に設けられた発光素子を駆動するような場合に適用して
好適な発光素子の駆動回路に関する。
【0002】
【発明の背景】複写機のプリンタ部(エンジン部)に
は、スキャナ部で読み取られた画像信号を入力信号とし
てこれを光信号に変換して回転ドラム上に像を形成する
(潜像化する)ため発光素子の駆動回路が設けられてい
る。
【0003】発光素子としては通常半導体レーザダイオ
ード(LD)などが使用される。このレーザダイオード
は図4に示すようなダイオード特性を示し、レーザダイ
オードに供給される駆動電流ILとこれによって励起さ
れて発光する発光量(光出力)PLとの関係は図のよう
な指数的関数特性(非線形特性)となる。
【0004】ダイオード特性であるため、その特性は温
度によっても変化する。図4において、曲線Laは周囲
温度が0℃のときの特性曲線であり、Lbは25℃(常
温)での特性曲線、Lcは50℃での特性曲線を示す。
【0005】このようにレーザダイオードの温度特性に
よってレーザダイオードの特性が変化する他にレーザダ
イオードの経時、経年変化によってもレーザダイオード
の特性が変化する。
【0006】周囲温度の変化などにも拘らず同じ入力信
号のレベルに対しては同じ発光量を得るためには、レー
ザダイオードの発光量を常時監視し、同じ入力信号のレ
ベルに対しては同じ発光量となるような帰還ループをも
った駆動回路を構成する必要がある。
【0007】図5はこのようなモニター機能を持つ発光
素子の駆動回路10の一例を示す。この駆動回路10は
図のように発光素子として機能する半導体レーザダイオ
ード11と、レーザダイオード11の発光量を検出する
受光素子としてのホトダイオード(PD)12が設けら
れる。
【0008】端子13に供給された入力信号は電圧・電
流変換回路14において入力電圧が電流(駆動電流)I
Lに変換される。この電流でレーザダイオード11が励
起される。レーザダイオード11から出たレーザ光PL
の一部はホトダイオード12によって受光される。レー
ザ光の受光によって流れる電流(モニター電流)IPは
電流・電圧変換回路15で電圧に変換されるので、これ
と入力信号(電圧)VIとは差動アンプ16を経てレー
ザダイオード11に印加される。したがって、入力信号
にモニター電圧VPが一致するような負帰還処理が施さ
れながらレーザダイオード11の発光量が制御される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】レーザダイオード11
の電流・発光量特性は非線形特性である。しかし、ホト
ダイオード12に関してはこれが受光する受光量PLに
比例した電流IPが誘起される。受光量PLと誘起電流
(モニター電流)IPはしたがって図6のように線形特
性となる。
【0010】電流・電圧変換回路15にあってもこれに
入力するモニター電流IPと変換された電圧VPとの関
係は図7のように線形特性で、モニター電流IPに比例
した電圧VPに変換される。
【0011】その結果、駆動電流ILと発光量PLとの
関係が非線形特性であるにも拘らず、受光量PLとモニ
ター電圧VPとの関係は線形特性となるから、入力信号
に対するモニター電流は図4と同じような指数関数的な
特性となる。
【0012】そのため、次のような不都合なことが惹起
する。図4の曲線Lbに示すように例えば電圧・電流変
換回路14によって1ボルトの入力信号が80mAの駆
動電流ILに変換され、この駆動電流ILによってレー
ザダイオード11が励起されて発光量PLaが得られた
とする。
【0013】レーザダイオード11が発光するとこれが
ホトダイオード12によって受光され、光電変換された
結果のモニター電圧VPが1ボルトとなるように差動ア
ンプ16のゲインが調整されることになる。そうする
と、この条件の下では差動アンプ16へのリファレンス
信号として1ボルトの入力信号を使用しても、リファレ
ンス信号とモニター電圧VPとの値が一致してその差が
ゼロになるため負帰還制御系は安定する。
【0014】ところが、0.5ボルトの入力信号が供給
された場合には40mAの駆動電流ILに変換され、こ
れがレーザダイオード11に流れるから、図4曲線Lb
から明らかなようにそのときの発光量PLbは、PLa
の半分とはならず、1ボルトの入力信号時のほぼ10%
程度まで低下してしまう。モニター電圧VPも0.1ボ
ルト程度の値となってしまう。
【0015】このように0.5ボルトの入力信号のとき
は0.1ボルト程度のモニター電圧VPしか得られない
ので、入力信号そのものを差動アンプ16に対するリフ
ァレンス信号として使用したのでは、0.5ボルト−
0.1ボルト=0.4ボルトの差が発生し、現在の制御
状態が非常に不安定となってしまう。
【0016】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、安定した負帰還制御系を実現
した発光素子の駆動回路を提案するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、入力信号の電圧を電流に変換
する第1の電圧・電流変換回路と、変換後の電流が駆動
電流として供給される発光素子と、発光素子からの光を
受光する受光素子と、この受光素子を流れるモニター電
流を電圧に変換する電流・電圧変換回路と、上記入力信
号に対して指数的関数特性を付与する指数的変換回路
と、指数的関数特性が付与された上記入力信号電圧と上
記モニター電流に対応するモニター電圧との差動出力を
得るための差動アンプと、この差動出力を電流に変換す
る第2の電圧・電流変換回路とで構成され、上記駆動電
流にこの差動出力を加えたもので上記発光素子が駆動さ
れるようになされたことを特徴とするものである。
【0018】
【作用】図1は指数的変換回路21において入力信号に
対して指数関数的な入出力特性を付与し、指数関数的に
変換された信号をリファレンス信号として差動アンプ2
2に与えるようにしたものである。例えば上述した例で
は0.5ボルトの入力信号に対してリファレンス信号が
0.1ボルトになるような変換が施される。そうする
と、差動アンプ22への入力は共に0.1ボルトとなる
ので、負帰還制御系が不安定になることはない。
【0019】
【実施例】続いて、この発明に係る発光素子の駆動回路
の一例を、図面を参照して詳細に説明する。
【0020】上述したように負帰還制御系が安定するの
は入力信号であるリファレンス信号に対して指数関数的
な入出力特性を付与して、例えば0.5ボルトの入力信
号を0.1ボルトのリファレンス信号に変換するか、若
しくはモニター電圧VPに対して対数関数的な入出力特
性を付与して、例えば0.1ボルトのモニター電圧を
0.5ボルトのモニター電圧VPに変換すればよい。こ
こに、指数関数的な入出力特性とは、発光素子の入射光
量・電流特性のことである。
【0021】図1は前者の具体例であって、駆動回路1
0の基本的な構成は図5と同じである。具体的には端子
13に供給された入力信号が電圧・電流変換回路14で
駆動電流ILに変換され、これが発光素子として機能す
るレーザダイオード11に供給される。
【0022】駆動電流ILによってレーザダイオード1
1が励起され、レーザダイオード11の光は受光素子と
してのホトダイオード12によって光電変換され、その
受光量PLに応じたモニター電流IPがホトダイオード
12を流れる。モニター電流IPは電流・電圧変換回路
15によってモニター電圧VPに変換される。
【0023】この発明では端子13に供給された入力信
号がさらに指数的変換回路21に供給され指数関数的な
入出力特性が付与される。指数的変換回路21は指数ア
ンプなどを使用することができる。
【0024】指数的関数特性は図4に示すような入出力
特性に選ばれる。これによって1ボルトの入力信号は1
ボルトのままで出力され、0.5ボルトの入力信号は
0.1ボルトに変換された入力信号として出力される。
【0025】指数的関数特性は周囲温度によって変わる
ように代表的な周囲温度に対する数種類の指数的関数特
性を持たせ、これを選択的に使用するようにすることが
できる。
【0026】指数関数的な特性が付与された入力信号は
リファレンス信号としてモニター電圧VPと共に差動ア
ンプ22に供給され、その差動出力が第2の電圧・電流
変換回路23で電流に変換され、これが補正電流として
加算器24に供給される。したがって、レーザダイオー
ド11は入力信号に関連した駆動電流ILと補正電流に
よって駆動されることになる。
【0027】このように指数的変換回路21によって変
換されたリファレンス信号とモニター電圧とを比較する
ようにすれば入力信号の入出力特性とレーザダイオード
11の発光量とモニター電圧との特性が一致するので、
負帰還制御状態が安定し、レーザダイオード11の温度
特性や経時、経年変化によって入出力特性が変動しても
常に入力信号に対応した駆動を実現できる。
【0028】図2はモニター電圧側に対して対数関数的
な補正を施す場合の具体例である。そのため電流・電圧
変換回路15の後段に対数アンプなどの対数的変換回路
31が設けられる。対数アンプ31の入出力特性は図3
とは逆特性となるような対数関数特性が付与される。こ
れによって1ボルトのモニター電圧は1ボルトのままで
出力され、0.1ボルトのモニター電圧は0.5ボルト
に変換されたモニター電圧として出力される。
【0029】対数的関数特性は周囲温度によって変わる
ように代表的な周囲温度に対する数種類の対数的関数特
性を持たせ、これを選択的に使用するようにすることが
できる。
【0030】対数関数的な特性が付与されたモニター電
圧はリファレンス信号である入力信号と共に差動アンプ
22に供給され、その差動出力が第2の電圧・電流変換
回路23で電流(補正電流)に変換されるのは図1と同
様である。
【0031】図3はこの発明のさらに他の例を示すもの
で、本例では同図に示すように差動アンプ22に対して
は入力信号そのものがリファレンス信号として供給され
るのに対して、第1の電圧・電流変換回路14には対数
的変換回路31によって対数的特性が付与された入力信
号が供給されるように構成した場合である。
【0032】この場合においても図1あるいは図2に示
したのと同じように対数的な電流特性によってレーザダ
イオード11を駆動できる。その説明は重複するので割
愛する。
【0033】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る発光素子
の駆動回路では入力信号に対して指数関数的な入出力特
性を付与するか若しくはモニター電圧に対して対数関数
的な入出力特性を付与して発光素子を駆動するようにし
たものである。
【0034】これによれば、リファレンス信号としての
入力信号とモニター電圧との関係を対応付けることがで
きるため負帰還制御系が安定し、発光素子に対する安定
した変調を実現できる特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る発光素子の駆動回路の一例を示
す系統図である。
【図2】この発明に係る発光素子の駆動回路の他の例を
示す系統図である。
【図3】この発明に係る発光素子の駆動回路の他の例を
示す系統図である。
【図4】発光素子の駆動電流とそのときの発光量との関
係を示す特性図である。
【図5】従来の発光素子の駆動回路の系統図である。
【図6】受光素子の入出力特性を示す特性図である。
【図7】電流・電圧変換特性を示す特性図である。
【符号の説明】
10 駆動回路 11 レーザダイオード(発光素子) 12 ホトダイオード(受光素子) 14,23 電圧・電流変換回路 15 電流・電圧変換回路 21 指数的変換回路 31 対数的変換回路 16,22 差動アンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の電圧を電流に変換する第1の
    電圧・電流変換回路と、 変換後の電流が駆動電流として供給される発光素子と、 発光素子からの光を受光する受光素子と、 この受光素子を流れるモニター電流を電圧に変換する電
    流・電圧変換回路と、 上記入力信号に対して指数的関数特性を付与する指数的
    変換回路と、 指数的関数特性が付与された上記入力信号電圧と上記モ
    ニター電流に対応するモニター電圧との差動出力を得る
    ための差動アンプと、 この差動出力を電流に変換する第2の電圧・電流変換回
    路とで構成され、 上記駆動電流にこの差動出力を加えたもので上記発光素
    子が駆動されるようになされたことを特徴とする発光素
    子の駆動回路。
  2. 【請求項2】 入力信号の電圧を電流に変換する第1の
    電圧・電流変換回路と、 変換後の電流が駆動電流として供給される発光素子と、 発光素子からの光を受光する受光素子と、 この受光素子を流れるモニター電流を電圧に変換する電
    流・電圧変換回路と、 このモニター電圧に対して対数的関数特性を付与する対
    数的変換回路と、 対数的関数特性が付与された上記モニター電圧と入力信
    号電圧との差動出力を得るための差動アンプと、 この差動出力を電流に変換する第2の電圧・電流変換回
    路とで構成され、 上記駆動電流にこの差動出力を加えたもので上記発光素
    子が駆動されるようになされたことを特徴とする発光素
    子の駆動回路。
  3. 【請求項3】 入力信号に対して対数的関数特性を付与
    する対数的変換回路と、 対数的関数特性が付与された上記入力信号電圧を電流に
    変換する第1の電圧・電流変換回路と、 変換後の電流が駆動電流として供給される発光素子と、 発光素子からの光を受光する受光素子と、 この受光素子を流れるモニター電流を電圧に変換する電
    流・電圧変換回路と、 上記対数的変換処理前の入力信号と上記モニター電流に
    対応するモニター電圧との差動出力を得るための差動ア
    ンプと、 この差動出力を電流に変換する第2の電圧・電流変換回
    路とで構成され、上記駆動電流にこの差動出力を加えた
    もので上記発光素子が駆動されるようになされたことを
    特徴とする発光素子の駆動回路。
JP29306392A 1992-10-30 1992-10-30 発光素子の駆動回路 Pending JPH06152024A (ja)

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JP (1) JPH06152024A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09162811A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Hitachi Ltd 半導体装置搭載モジュール、光トランスミッタ、レーザダイオードの特性情報作成方法及び光伝送装置

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09162811A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Hitachi Ltd 半導体装置搭載モジュール、光トランスミッタ、レーザダイオードの特性情報作成方法及び光伝送装置

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