JPH07193305A - レーザーの熱効果を補償するレーザー装置 - Google Patents
レーザーの熱効果を補償するレーザー装置Info
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- JPH07193305A JPH07193305A JP6278746A JP27874694A JPH07193305A JP H07193305 A JPH07193305 A JP H07193305A JP 6278746 A JP6278746 A JP 6278746A JP 27874694 A JP27874694 A JP 27874694A JP H07193305 A JPH07193305 A JP H07193305A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06216—Pulse modulation or generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザーの熱効果を補償する、安価で、信頼
性の高いレーザー装置を提供する。 【構成】 本レーザー装置は、レーザー、レーザーの熱
効果をシミュレートし、補償信号を発生するシミュレー
タ、レーザーを駆動するベースレベルゲイン制御信号、
前記ベースレベルゲイン制御信号と前記補償信号とを組
み合わせて、レベル駆動信号を発生する加算器から成っ
ている。レーザーはこのレーザー駆動信号によって操作
される。
性の高いレーザー装置を提供する。 【構成】 本レーザー装置は、レーザー、レーザーの熱
効果をシミュレートし、補償信号を発生するシミュレー
タ、レーザーを駆動するベースレベルゲイン制御信号、
前記ベースレベルゲイン制御信号と前記補償信号とを組
み合わせて、レベル駆動信号を発生する加算器から成っ
ている。レーザーはこのレーザー駆動信号によって操作
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはレーザーダ
イオード、より詳細には熱効果をモデル化して、レーザ
ーダイオードの出力を修正するため使用される電子シミ
ュレーションに関するものである。
イオード、より詳細には熱効果をモデル化して、レーザ
ーダイオードの出力を修正するため使用される電子シミ
ュレーションに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】単一ビームレーザーダイオード装置は１
個のダイオードを有し、走査装置においては、通例、ダ
イオードは一連の画像画素情報によって駆動される。画
素情報はダイオードを駆動し、従ってライトホワイトシ
ステム（write white system)においては白色画素が存
在する場所でレーザー束を放射させるために使用され
る。ライトホワイトシステムにおいては、ページに白色
空間を生成するためレーザーがオンにされる。光ビーム
の強度はレーザーの出力パワーに正比例する。ダイオー
ドの出力パワーを一定に保つには、ダイオードの温度を
一定レベルに維持しなければならない。しかし、レーザ
ーダイオード装置の構造のために、画素が変わると、ダ
イオードの温度が変動し、その結果ダイオードの出力パ
ワーと光ビームの強度が変動する。
個のダイオードを有し、走査装置においては、通例、ダ
イオードは一連の画像画素情報によって駆動される。画
素情報はダイオードを駆動し、従ってライトホワイトシ
ステム（write white system)においては白色画素が存
在する場所でレーザー束を放射させるために使用され
る。ライトホワイトシステムにおいては、ページに白色
空間を生成するためレーザーがオンにされる。光ビーム
の強度はレーザーの出力パワーに正比例する。ダイオー
ドの出力パワーを一定に保つには、ダイオードの温度を
一定レベルに維持しなければならない。しかし、レーザ
ーダイオード装置の構造のために、画素が変わると、ダ
イオードの温度が変動し、その結果ダイオードの出力パ
ワーと光ビームの強度が変動する。
【０００３】複数ビームレーザーダイオード装置は共通
基板上に近接して配置された少なくとも２個のダイオー
ドを有する。各ダイオードは別個の一連の画像画素情報
によって駆動される。同様に、画素が変わると、各ダイ
オードの温度が変動する。しかし、複数ビームレーザー
ダイオード装置の場合は、ダイオードの温度変動が隣接
するダイオードの温度変動を引き起こす。ダイオードの
温度変動は同様にそれらの出力パワーと光ビームの強度
を変動させる。
基板上に近接して配置された少なくとも２個のダイオー
ドを有する。各ダイオードは別個の一連の画像画素情報
によって駆動される。同様に、画素が変わると、各ダイ
オードの温度が変動する。しかし、複数ビームレーザー
ダイオード装置の場合は、ダイオードの温度変動が隣接
するダイオードの温度変動を引き起こす。ダイオードの
温度変動は同様にそれらの出力パワーと光ビームの強度
を変動させる。
【０００４】３階調システムは１個またはそれ以上のダ
イオードを使用することがあり、少なくとも１個のダイ
オードは完全オン、完全オフ、および部分オフで動作す
る。単一ダイオード３階調システムを使用するアプリケ
ーションの一例は、ハイライト色を有する白黒文書の印
刷である。３階調システムはレーザーの完全オンおよび
部分オンの両モードにおいて同じ加熱効果の影響を受け
る。
イオードを使用することがあり、少なくとも１個のダイ
オードは完全オン、完全オフ、および部分オフで動作す
る。単一ダイオード３階調システムを使用するアプリケ
ーションの一例は、ハイライト色を有する白黒文書の印
刷である。３階調システムはレーザーの完全オンおよび
部分オンの両モードにおいて同じ加熱効果の影響を受け
る。
【０００５】プリンタにおいては、光ビームの強度変動
がプリントされた画素のサイズ変動を引き起こす。すな
わち、光ビームの強度が低下すると、画素のサイズが減
少する。
がプリントされた画素のサイズ変動を引き起こす。すな
わち、光ビームの強度が低下すると、画素のサイズが減
少する。
【０００６】図１に、加熱効果と冷却効果に起因する光
ビームの強度変動を時間について示す。効果を明らかに
するため、第１レーザービーム１０はオンのままで、隣
接するレーザーからの第２レーザービーム１２をステッ
プ関数を使用して完全オン位置から完全オフ位置まで反
復させた。第２レーザービーム１２がオンの間に、第１
レーザービーム１０に対する加熱効果により、その強度
が下方にドリフトし、最終的により低い値に安定する。
この強度の変化がドリフトｄc である。第２レーザービ
ーム１２をオンにすると、第２レーザービーム１２の自
己加熱効果により、同様な曲線が生じる。自己加熱効果
は降下時定数ｔfsでわかる。上昇時定数ｔrcまたは降下
時定数ｔfcは、自己加熱から生じた降下時定数ｔfsより
も大きい。自己加熱効果の後、レーザービーム１２が安
定したときの出力強度の差がドリフトｄs である。ドリ
フトｄc とドリフトｄs とを比較すると、ｄc ＜ｄs で
ある。
ビームの強度変動を時間について示す。効果を明らかに
するため、第１レーザービーム１０はオンのままで、隣
接するレーザーからの第２レーザービーム１２をステッ
プ関数を使用して完全オン位置から完全オフ位置まで反
復させた。第２レーザービーム１２がオンの間に、第１
レーザービーム１０に対する加熱効果により、その強度
が下方にドリフトし、最終的により低い値に安定する。
この強度の変化がドリフトｄc である。第２レーザービ
ーム１２をオンにすると、第２レーザービーム１２の自
己加熱効果により、同様な曲線が生じる。自己加熱効果
は降下時定数ｔfsでわかる。上昇時定数ｔrcまたは降下
時定数ｔfcは、自己加熱から生じた降下時定数ｔfsより
も大きい。自己加熱効果の後、レーザービーム１２が安
定したときの出力強度の差がドリフトｄs である。ドリ
フトｄc とドリフトｄs とを比較すると、ｄc ＜ｄs で
ある。
【０００７】第２レーザービーム１２をオフにすると、
熱が放散する。熱が放散すると、第１レーザービーム１
０の強度が上方にドリフトし、より高い値に安定する。
この強度の変化量がドリフトｄc である。強度がドリフ
トし、安定するのに要した時間の大きさが上昇時定数ｔ
rcである。実際に測定してみると、上昇時定数ｔrcと降
下時定数ｔfcはほぼ同じである。これはシュミレータを
設計する上で重要なことである。その理由は１個の回路
を使用して上昇時定数ｔrcと降下時定数ｔfcの両方を適
切にモデル化できるからである。より正確な、しかしよ
り複雑な回路を構築して、上昇時定数ｔrcと降下時定数
ｔfcを互いに独立にモデル化することもできるであろ
う。
熱が放散する。熱が放散すると、第１レーザービーム１
０の強度が上方にドリフトし、より高い値に安定する。
この強度の変化量がドリフトｄc である。強度がドリフ
トし、安定するのに要した時間の大きさが上昇時定数ｔ
rcである。実際に測定してみると、上昇時定数ｔrcと降
下時定数ｔfcはほぼ同じである。これはシュミレータを
設計する上で重要なことである。その理由は１個の回路
を使用して上昇時定数ｔrcと降下時定数ｔfcの両方を適
切にモデル化できるからである。より正確な、しかしよ
り複雑な回路を構築して、上昇時定数ｔrcと降下時定数
ｔfcを互いに独立にモデル化することもできるであろ
う。
【０００８】大きなドリフトはプリントしたページにお
いてそれとわかる。図２に、この問題を明らかにするハ
ーフトーンパターンの拡大図を示す。パターンは明区域
と暗区域が交互になっている６本の走査線Ｓ１〜Ｓ６か
ら成っている。簡潔にするため、ライトホワイトシステ
ムの単一ダイオードアセンブリを使用して、６本の走査
線Ｓ１〜Ｓ６を、走査線Ｓ１で開始し走査線Ｓ６まで順
次走査したと仮定する。しかし同様な問題および効果
は、ライトブラックシステム（write black system) 、
複数ダイオードアセンブリ、および３階調システムにお
いても起きる。図２は、加熱効果無しで正しくプリント
されたときのハーフトーンパターンを示す。走査線Ｓ１
とＳ５はすべて黒色である。走査線Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６は
黒色区域と白色区域が交互になっている。走査線Ｓ４は
すべて白色である。ライトホワイトシステムでは、レー
ザーは白色空間を生成するためオンにされ、黒色空間を
生成するためオフにされる。長方形Ｒ１は走査線Ｓ２上
にプリントされた最初の白色長方形である。
いてそれとわかる。図２に、この問題を明らかにするハ
ーフトーンパターンの拡大図を示す。パターンは明区域
と暗区域が交互になっている６本の走査線Ｓ１〜Ｓ６か
ら成っている。簡潔にするため、ライトホワイトシステ
ムの単一ダイオードアセンブリを使用して、６本の走査
線Ｓ１〜Ｓ６を、走査線Ｓ１で開始し走査線Ｓ６まで順
次走査したと仮定する。しかし同様な問題および効果
は、ライトブラックシステム（write black system) 、
複数ダイオードアセンブリ、および３階調システムにお
いても起きる。図２は、加熱効果無しで正しくプリント
されたときのハーフトーンパターンを示す。走査線Ｓ１
とＳ５はすべて黒色である。走査線Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６は
黒色区域と白色区域が交互になっている。走査線Ｓ４は
すべて白色である。ライトホワイトシステムでは、レー
ザーは白色空間を生成するためオンにされ、黒色空間を
生成するためオフにされる。長方形Ｒ１は走査線Ｓ２上
にプリントされた最初の白色長方形である。
【０００９】図３は、自己加熱効果を受けている単一レ
ーザーダイオードでプリントされたときの図２に示した
パターンである。走査線Ｓ１を走査するとき、走査線全
体が黒色であるから、レーザーは全時間オフのままであ
る。走査線Ｓ２を走査するとき、レーザーはオフ位置で
走査を開始するが、長方形Ｒ１に入ると直ぐにオンにな
る。レーザーがオンになると、図１に示すように、スポ
ットの強度はそのピークにあり、次第に減じて、安定す
る。スポットサイズに生じた大から小への変化は、長方
形Ｒ１に傾斜縁Ｅを生み出す。レーザーがオンになるた
びに、強度およびスポットサイズが安定するまで、同じ
傾斜縁Ｅが発生する。
ーザーダイオードでプリントされたときの図２に示した
パターンである。走査線Ｓ１を走査するとき、走査線全
体が黒色であるから、レーザーは全時間オフのままであ
る。走査線Ｓ２を走査するとき、レーザーはオフ位置で
走査を開始するが、長方形Ｒ１に入ると直ぐにオンにな
る。レーザーがオンになると、図１に示すように、スポ
ットの強度はそのピークにあり、次第に減じて、安定す
る。スポットサイズに生じた大から小への変化は、長方
形Ｒ１に傾斜縁Ｅを生み出す。レーザーがオンになるた
びに、強度およびスポットサイズが安定するまで、同じ
傾斜縁Ｅが発生する。
【００１０】複数レーザーダイオードアセンブリ、３階
調システム、およびライトブラックシステムにおいて
も、同様な効果を見ることができる。複数レーザーアセ
ンブリにおいては、書き込み中のレーザーばかりでな
く、隣接するレーザーからの加熱効果によって偏差が生
じる。３階調システムにおいては、加熱効果が完全オン
状態と中間オン状態の両方で生じる。
調システム、およびライトブラックシステムにおいて
も、同様な効果を見ることができる。複数レーザーアセ
ンブリにおいては、書き込み中のレーザーばかりでな
く、隣接するレーザーからの加熱効果によって偏差が生
じる。３階調システムにおいては、加熱効果が完全オン
状態と中間オン状態の両方で生じる。
【００１１】加熱効果を最小にするか、または他の方法
でそれらを補償または修正すれば、向上した画質をもつ
より正確にプリントされたページが得られるはずであ
る。
でそれらを補償または修正すれば、向上した画質をもつ
より正確にプリントされたページが得られるはずであ
る。
【００１２】レーザーのドリフトを補償する１つの方法
は、直接実時間フィードバック系を使用することであろ
う。しかし、直接フィードバック系は、作るのに多くの
費用ががかかり、また実時間修正信号を有効に計算して
提供するために非常に高速の構成部品を必要とし、また
印刷装置内に追加の光通路を必要とするという欠点があ
る。従って、別の方法を見つけなければならない。本発
明は、レーザードリフトは適切な修正信号を発生する程
度に正確にモデル化することができるというアイデアを
使用する。
は、直接実時間フィードバック系を使用することであろ
う。しかし、直接フィードバック系は、作るのに多くの
費用ががかかり、また実時間修正信号を有効に計算して
提供するために非常に高速の構成部品を必要とし、また
印刷装置内に追加の光通路を必要とするという欠点があ
る。従って、別の方法を見つけなければならない。本発
明は、レーザードリフトは適切な修正信号を発生する程
度に正確にモデル化することができるというアイデアを
使用する。
【００１３】パターン依存レーザー駆動信号がレーザー
ダイオードとそのモデルの両方に与えられると、そのモ
デルを使用してレーザードリフトを計算することができ
る。次にレーザードリフトの修正を実行し、それをモデ
ルへ与えて修正効果を観察することができる。重要な必
要事項は、レーザーの実際の加熱効果の物理的過程を忠
実に模したモデルを作ることである。
ダイオードとそのモデルの両方に与えられると、そのモ
デルを使用してレーザードリフトを計算することができ
る。次にレーザードリフトの修正を実行し、それをモデ
ルへ与えて修正効果を観察することができる。重要な必
要事項は、レーザーの実際の加熱効果の物理的過程を忠
実に模したモデルを作ることである。
【００１４】レーザー加熱効果のシミュレーションに基
づく補償方法は、費用が安く、信頼性が高いうえ、追加
の光通路を必要とせず、しかも取付けが容易であり、多
くの異なる印刷装置に適合するという長所を有する。
づく補償方法は、費用が安く、信頼性が高いうえ、追加
の光通路を必要とせず、しかも取付けが容易であり、多
くの異なる印刷装置に適合するという長所を有する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上から、本発明の主
目的は、熱に起因するいろいろな効果を補償する方法を
提供することである。本発明のその他の利点は以下の説
明を読まれれば明らかになるであろう。
目的は、熱に起因するいろいろな効果を補償する方法を
提供することである。本発明のその他の利点は以下の説
明を読まれれば明らかになるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】簡潔に述べると、本発明
に従って、レーザー、レーザー熱効果をシミュレート
し、補償信号を発生するシミュレータ、前記レーザーを
駆動するベースレベルゲイン制御信号、前記ベースレベ
ルゲイン制御信号と前記補償信号とを組み合わせてレー
ザー駆動信号を発生する加算手段から成り、前記レーザ
ー駆動信号によってレーザーを動作させるレーザー装置
を提供することである。
に従って、レーザー、レーザー熱効果をシミュレート
し、補償信号を発生するシミュレータ、前記レーザーを
駆動するベースレベルゲイン制御信号、前記ベースレベ
ルゲイン制御信号と前記補償信号とを組み合わせてレー
ザー駆動信号を発生する加算手段から成り、前記レーザ
ー駆動信号によってレーザーを動作させるレーザー装置
を提供することである。
【００１７】
【実施例】図４において、回線２２上のビデオデータ入
力信号２０が熱効果シミュレータ２４に加えられる。さ
らに回線３２上の自動ゲイン制御信号３０が熱効果シミ
ュレータ２４に加えられる。自動ゲイン制御信号３０は
レーザー４０を制御して感光体の径年変化などの長期の
効果を補償するために使用される。次に、ビデオデータ
入力信号２０は所望のプリントパターンに従ってレーザ
ー４０をオンまたはオフにするスイッチを作動させるた
めに使用される。ライトホワイトシステムの場合は、ビ
デオデータ入力信号２０がプリントページ上の白色空間
に対応して正になり、レーザー４０をオンにする。熱効
果シミュレータ２４はビデオデータ入力信号２０と自動
ゲイン制御信号３０に応答し、シミュレートした温度上
昇の効果によって自動ゲイン制御信号３０が変化する
と、自動ゲイン制御信号３０に正比例する信号を出力す
る。熱効果シミュレータ２４が送り出すこの新しい信号
は回線２８上の熱効果修正信号２６であり、熱降下効果
を補償するために使用される。
力信号２０が熱効果シミュレータ２４に加えられる。さ
らに回線３２上の自動ゲイン制御信号３０が熱効果シミ
ュレータ２４に加えられる。自動ゲイン制御信号３０は
レーザー４０を制御して感光体の径年変化などの長期の
効果を補償するために使用される。次に、ビデオデータ
入力信号２０は所望のプリントパターンに従ってレーザ
ー４０をオンまたはオフにするスイッチを作動させるた
めに使用される。ライトホワイトシステムの場合は、ビ
デオデータ入力信号２０がプリントページ上の白色空間
に対応して正になり、レーザー４０をオンにする。熱効
果シミュレータ２４はビデオデータ入力信号２０と自動
ゲイン制御信号３０に応答し、シミュレートした温度上
昇の効果によって自動ゲイン制御信号３０が変化する
と、自動ゲイン制御信号３０に正比例する信号を出力す
る。熱効果シミュレータ２４が送り出すこの新しい信号
は回線２８上の熱効果修正信号２６であり、熱降下効果
を補償するために使用される。
【００１８】この熱効果修正信号２６と回線３２上の自
動ゲイン制御信号３０の２つが加算器３４に加えられ
る。自動ゲイン制御信号３０は感光体の感度とその他の
システム係数によって決まる。時間がたつにつれて感光
体の感度が低下するので、信号を増大させ、レーザー４
０の出力を増大させなければならない。加算器３４から
回線３８を通してレーザー制御信号３６がレーザー４０
へ送られる。レーザー制御信号３６は、熱効果を修正す
るための熱効果修正信号２６と、感光体径年効果を修正
するための自動ゲイン修正信号３０の２つを含んでい
る。
動ゲイン制御信号３０の２つが加算器３４に加えられ
る。自動ゲイン制御信号３０は感光体の感度とその他の
システム係数によって決まる。時間がたつにつれて感光
体の感度が低下するので、信号を増大させ、レーザー４
０の出力を増大させなければならない。加算器３４から
回線３８を通してレーザー制御信号３６がレーザー４０
へ送られる。レーザー制御信号３６は、熱効果を修正す
るための熱効果修正信号２６と、感光体径年効果を修正
するための自動ゲイン修正信号３０の２つを含んでい
る。
【００１９】熱効果シミュレータ２４は、レーザーのド
ループを適切にシミュレートし、修正信号を発生する回
路網を含んでいる。シミュレータ２４は標準時定数によ
ってプログラムされている。熱効果シミュレータ２４
は、降下時定数ｔfsを使用して熱効果修正信号２６を増
大させることによって強度のドリフトｄs （図１参照）
を補償することができる。増大した熱効果修正信号２６
はレーザーの強度を増大させるであろう。
ループを適切にシミュレートし、修正信号を発生する回
路網を含んでいる。シミュレータ２４は標準時定数によ
ってプログラムされている。熱効果シミュレータ２４
は、降下時定数ｔfsを使用して熱効果修正信号２６を増
大させることによって強度のドリフトｄs （図１参照）
を補償することができる。増大した熱効果修正信号２６
はレーザーの強度を増大させるであろう。
【００２０】図４の回路は、レーザー強度の下方ドリフ
トを補償するため一次修正増加電流を加える。レーザー
は増加した電流に応答し、その出力を増大させるが、そ
の出力増大によりさらに熱が発生し、追加熱効果が生じ
る。
トを補償するため一次修正増加電流を加える。レーザー
は増加した電流に応答し、その出力を増大させるが、そ
の出力増大によりさらに熱が発生し、追加熱効果が生じ
る。
【００２１】図５に示した回路は、高次すなわち追加熱
効果を補償するために使用することができる。図５に示
した回路では、自動ゲイン制御信号３０の代わりに、レ
ーザー制御信号３６が熱効果シミュレータ２４に加えら
れる。ビデオデータ入力信号２０が最初にオンにされた
とき、レーザー制御信号３６は自動ゲイン制御信号３０
に等しく、熱効果修正信号２６は零に等しい。熱効果シ
ミュレータ２４が応答すると、熱効果修正信号２６が大
きくなり、それが自動ゲイン制御信号３０に加算されて
レーザー制御信号３６が作られる。レーザー制御信号３
６が大きくなると、それが熱効果シミュレータ２４へフ
ィードバックされるので、熱効果シミュレータ２４は熱
効果修正信号２６を増大させて追加熱効果を補償するこ
とができる。
効果を補償するために使用することができる。図５に示
した回路では、自動ゲイン制御信号３０の代わりに、レ
ーザー制御信号３６が熱効果シミュレータ２４に加えら
れる。ビデオデータ入力信号２０が最初にオンにされた
とき、レーザー制御信号３６は自動ゲイン制御信号３０
に等しく、熱効果修正信号２６は零に等しい。熱効果シ
ミュレータ２４が応答すると、熱効果修正信号２６が大
きくなり、それが自動ゲイン制御信号３０に加算されて
レーザー制御信号３６が作られる。レーザー制御信号３
６が大きくなると、それが熱効果シミュレータ２４へフ
ィードバックされるので、熱効果シミュレータ２４は熱
効果修正信号２６を増大させて追加熱効果を補償するこ
とができる。
【００２２】図６に、図４および図５に示した熱効果シ
ミュレータ２４の内部回路網を最も簡単な形で示す。回
線２２上のビデオデータ入力信号２０は、回線３８上の
レーザー制御信号３６（または自動ゲイン制御信号３
０）とアース４２との間で動く２極スイッチＳに直接接
続されている。図６において、２極スイッチＳはアース
４２に接続されており、熱効果修正信号２６とキャパシ
タ４６の一の側は抵抗器４４を介してアース４２に接続
されている。キャパシタ４６の他の側は常にアース４８
に接続されている。熱効果修正信号２６は、アース４２
に通じているので、零である。
ミュレータ２４の内部回路網を最も簡単な形で示す。回
線２２上のビデオデータ入力信号２０は、回線３８上の
レーザー制御信号３６（または自動ゲイン制御信号３
０）とアース４２との間で動く２極スイッチＳに直接接
続されている。図６において、２極スイッチＳはアース
４２に接続されており、熱効果修正信号２６とキャパシ
タ４６の一の側は抵抗器４４を介してアース４２に接続
されている。キャパシタ４６の他の側は常にアース４８
に接続されている。熱効果修正信号２６は、アース４２
に通じているので、零である。
【００２３】図７に、２極スイッチＳがレーザー制御信
号３６に接続された状態の同一回路を示す。この状態
は、ビデオデータ入力信号２０が高値になると起きる
（ライトホワイトシステムにおいて）。このとき、熱効
果修正信号２６は抵抗器４４とキャパシタ４６から成る
ＲＣ回路を介してレーザー制御信号３６に接続されてい
る。抵抗器４４とキャパシタ４６の値は、図１に示した
降下時定数ｔfsに等しいＲＣ回路の時定数を発生するよ
うに選定される。キャパシタ４６が充電すると、回線３
８上のレーザー制御信号３６に比例する小信号が回線２
８に現れる。この信号が熱降下修正信号２６であって、
次式で表される。 式Ｉ＝Ａｅ(-t/RC) ここで、 Ａ＝任意定数、 ｅ＝自然対数の底＝ 2.71828、 ｔ＝回路の時定数、 Ｒ＝回路の抵抗、及び Ｃ＝回路のキャパシタンス である。
号３６に接続された状態の同一回路を示す。この状態
は、ビデオデータ入力信号２０が高値になると起きる
（ライトホワイトシステムにおいて）。このとき、熱効
果修正信号２６は抵抗器４４とキャパシタ４６から成る
ＲＣ回路を介してレーザー制御信号３６に接続されてい
る。抵抗器４４とキャパシタ４６の値は、図１に示した
降下時定数ｔfsに等しいＲＣ回路の時定数を発生するよ
うに選定される。キャパシタ４６が充電すると、回線３
８上のレーザー制御信号３６に比例する小信号が回線２
８に現れる。この信号が熱降下修正信号２６であって、
次式で表される。 式Ｉ＝Ａｅ(-t/RC) ここで、 Ａ＝任意定数、 ｅ＝自然対数の底＝ 2.71828、 ｔ＝回路の時定数、 Ｒ＝回路の抵抗、及び Ｃ＝回路のキャパシタンス である。
【００２４】図８に、この信号２６と時間の関係をグラ
フに示す。図８を参照すると、熱降下修正信号２６は零
値で始まり、キャパシタ４６が充電すると、信号は緩や
かに上昇し始め、最後に平らになる。
フに示す。図８を参照すると、熱降下修正信号２６は零
値で始まり、キャパシタ４６が充電すると、信号は緩や
かに上昇し始め、最後に平らになる。
【００２５】図８に示した熱降下修正信号２６を生成す
る方法は、この分野では多く知られている。ＲＣ回路
は、この分野で周知のように、等価ＲＬ回路、多重ＲＣ
回路または多重ＲＬ回路、またはそれらの任意の組合せ
で置き換えることができる。上記の代わりに、図９に示
すように、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、また
はこの分野で知られた別のディジタル回路を使用して、
信号をディジタル的に近似することもできる。比較のた
め、図９に、理論上の熱降下修正信号２６を細い点線で
示し、実際の熱降下修正信号２６を実線で示す。
る方法は、この分野では多く知られている。ＲＣ回路
は、この分野で周知のように、等価ＲＬ回路、多重ＲＣ
回路または多重ＲＬ回路、またはそれらの任意の組合せ
で置き換えることができる。上記の代わりに、図９に示
すように、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、また
はこの分野で知られた別のディジタル回路を使用して、
信号をディジタル的に近似することもできる。比較のた
め、図９に、理論上の熱降下修正信号２６を細い点線で
示し、実際の熱降下修正信号２６を実線で示す。
【００２６】この手法は、もし降下時定数ｔfs（図１参
照）とドリフトｄs （図１参照）が知られていれば、よ
い結果が得られる。しかし、これらの値はレーザーが異
なると違ってくる。従って、これらの相違を補償するた
め図６の回路に対し行った修正を図１０および図１１に
示す。
照）とドリフトｄs （図１参照）が知られていれば、よ
い結果が得られる。しかし、これらの値はレーザーが異
なると違ってくる。従って、これらの相違を補償するた
め図６の回路に対し行った修正を図１０および図１１に
示す。
【００２７】図１０において、抵抗器４４は可変抵抗器
４４で置き換えられている。この可変抵抗器４４はＲＣ
回路の時定数の値を回路の降下時定数ｔfsと同じに設定
するので、この抵抗器の変更はＲＣ回路に調節能力を付
与する。すなわち、ＲＣ回路の時定数は、レーザーの時
定数ｔfsと一致するように抵抗器４４の値を変えること
によって調節することが可能である。この抵抗器４４の
調節は、式Ｉ＝Ａｅ(- t/RC) の指数の“Ｒ”項を調節す
ることに等しい。
４４で置き換えられている。この可変抵抗器４４はＲＣ
回路の時定数の値を回路の降下時定数ｔfsと同じに設定
するので、この抵抗器の変更はＲＣ回路に調節能力を付
与する。すなわち、ＲＣ回路の時定数は、レーザーの時
定数ｔfsと一致するように抵抗器４４の値を変えること
によって調節することが可能である。この抵抗器４４の
調節は、式Ｉ＝Ａｅ(- t/RC) の指数の“Ｒ”項を調節す
ることに等しい。
【００２８】図１１において、可変抵抗器５０は、抵抗
器４４と２極スイッチＳの間のノード４５に接続されて
いる。可変抵抗器５０の他端は電圧源５２に接続されて
いる。可変抵抗器５０は熱効果修正信号２６のオフセッ
ト調節に影響を与える。可変抵抗器５０の値を変えるこ
とによって、オフセット調節を設定することができる。
可変抵抗器５０が調節されたときノード４５に電圧変化
を与える可変抵抗器５０の正しい作用を保証するため
に、２極スイッチＳより先にレーザー制御信号３６を受
け取る抵抗器５１が追加されている。オフセット調節
は、レーザー出力がレーザー入力電流に正比例しないた
めに使用される。オフセット調節は、所望のレーザー出
力が得られるように適切な量の電流を追加する。可変抵
抗器５０の追加は、式Ｉに新しい項“Ｂ”を追加して新
しい式Ｉ＝Ａｅ(-t/RC) ＋Ｂを作ることに等しい。ここ
でＢ＝オフセット電圧である。
器４４と２極スイッチＳの間のノード４５に接続されて
いる。可変抵抗器５０の他端は電圧源５２に接続されて
いる。可変抵抗器５０は熱効果修正信号２６のオフセッ
ト調節に影響を与える。可変抵抗器５０の値を変えるこ
とによって、オフセット調節を設定することができる。
可変抵抗器５０が調節されたときノード４５に電圧変化
を与える可変抵抗器５０の正しい作用を保証するため
に、２極スイッチＳより先にレーザー制御信号３６を受
け取る抵抗器５１が追加されている。オフセット調節
は、レーザー出力がレーザー入力電流に正比例しないた
めに使用される。オフセット調節は、所望のレーザー出
力が得られるように適切な量の電流を追加する。可変抵
抗器５０の追加は、式Ｉに新しい項“Ｂ”を追加して新
しい式Ｉ＝Ａｅ(-t/RC) ＋Ｂを作ることに等しい。ここ
でＢ＝オフセット電圧である。
【００２９】図１２において、回線２８上の熱効果修正
信号２６と、抵抗器４４とキャパシタ４６のジャンクシ
ョンとの間に、追加可変抵抗器５４が接続されている。
可変抵抗器５４は回線２８上の熱効果修正信号２６を介
して加算器３４に双方向に接続されている。可変抵抗器
５４の他端はアース５６に接続されている。可変抵抗器
５４は、熱効果修正信号２６を生成するため使用される
スケーリングファクタに影響を与える。可変抵抗器５４
の値を変えることによって、スケーリングファクタを調
節することができる。可変抵抗器５４の調節は、式Ｉ＝
Ａｅ(-t/RC) の“Ａ”項を調節することに等しい。
信号２６と、抵抗器４４とキャパシタ４６のジャンクシ
ョンとの間に、追加可変抵抗器５４が接続されている。
可変抵抗器５４は回線２８上の熱効果修正信号２６を介
して加算器３４に双方向に接続されている。可変抵抗器
５４の他端はアース５６に接続されている。可変抵抗器
５４は、熱効果修正信号２６を生成するため使用される
スケーリングファクタに影響を与える。可変抵抗器５４
の値を変えることによって、スケーリングファクタを調
節することができる。可変抵抗器５４の調節は、式Ｉ＝
Ａｅ(-t/RC) の“Ａ”項を調節することに等しい。
【００３０】この回路は、説明を明確にするため非常に
簡単化してある。実際の回路を設計するときは標準設計
技法を使用すべきであることを思い起こす必要がある。
たとえば、２極スイッチＳは乗算器を使用して具体化す
ることができるが、その出力は回路内の個々の点におい
て過度のロードを避けるために適当に減じるべきであ
る。
簡単化してある。実際の回路を設計するときは標準設計
技法を使用すべきであることを思い起こす必要がある。
たとえば、２極スイッチＳは乗算器を使用して具体化す
ることができるが、その出力は回路内の個々の点におい
て過度のロードを避けるために適当に減じるべきであ
る。
【００３１】これまでは、自己加熱効果を補償するため
の回路網を示した。図１３に、相互加熱効果を補償する
ための回路網を示す。２個の隣接するレーザー装置の熱
効果シミュレータ２４，６４は、熱効果修正信号２６，
６６を介して、相互熱効果を補償するように設計された
第３の相互熱効果リシュミレータ８２に双方向に接続さ
れている。各レーザー装置は、それぞれ回線２２，６２
上で対応する熱効果シュミレータ２４，６４およびレー
ザー・ドライバ装置４０，８０へ送られるビデオデータ
入力信号２０，６０を有する。熱効果シミュレータ２
４，６４は、そのほかに、回線３８，７８上の対応する
レーザー制御信号３６，７６から入力を受け取る。これ
らの入力を受け取った熱効果シミュレータ２４，６４は
熱効果修正信号２６，６６を発生する。これらの熱効果
修正信号２６，６６は加算器３４，７４へ送られ、加算
器３４，７４内で自動ゲイン制御信号３０，７０と組み
合わされる。加算器３４，７４はそれぞれ対応するレー
ザー・ドライバ装置４０，８０内のレーザーを制御する
レーザー制御信号３６，７６を発生する。得られた修正
電流は図８に示した曲線と同じ形状を有する。
の回路網を示した。図１３に、相互加熱効果を補償する
ための回路網を示す。２個の隣接するレーザー装置の熱
効果シミュレータ２４，６４は、熱効果修正信号２６，
６６を介して、相互熱効果を補償するように設計された
第３の相互熱効果リシュミレータ８２に双方向に接続さ
れている。各レーザー装置は、それぞれ回線２２，６２
上で対応する熱効果シュミレータ２４，６４およびレー
ザー・ドライバ装置４０，８０へ送られるビデオデータ
入力信号２０，６０を有する。熱効果シミュレータ２
４，６４は、そのほかに、回線３８，７８上の対応する
レーザー制御信号３６，７６から入力を受け取る。これ
らの入力を受け取った熱効果シミュレータ２４，６４は
熱効果修正信号２６，６６を発生する。これらの熱効果
修正信号２６，６６は加算器３４，７４へ送られ、加算
器３４，７４内で自動ゲイン制御信号３０，７０と組み
合わされる。加算器３４，７４はそれぞれ対応するレー
ザー・ドライバ装置４０，８０内のレーザーを制御する
レーザー制御信号３６，７６を発生する。得られた修正
電流は図８に示した曲線と同じ形状を有する。
【００３２】図１４に、相互熱効果シミュレータ８２内
の回路を簡単化したものを示す。２個の直列抵抗器８
４、８６は、熱効果シュミレータ８２の双方向出力に接
続されている。キャパシタ８８は一端がアース９０に、
他端が２個の直列抵抗器８４，８６の中間に接続されて
いる。抵抗器８６は一方の装置について時定数を設定す
るために使用され、抵抗器８４は他方の装置について時
定数を設定するために使用される。両抵抗器８４，８６
は可変抵抗器であるので、抵抗を変えることによって時
定数を調節することができる。
の回路を簡単化したものを示す。２個の直列抵抗器８
４、８６は、熱効果シュミレータ８２の双方向出力に接
続されている。キャパシタ８８は一端がアース９０に、
他端が２個の直列抵抗器８４，８６の中間に接続されて
いる。抵抗器８６は一方の装置について時定数を設定す
るために使用され、抵抗器８４は他方の装置について時
定数を設定するために使用される。両抵抗器８４，８６
は可変抵抗器であるので、抵抗を変えることによって時
定数を調節することができる。
【００３３】図１５に、図１４の変更版を示す。時定数
の同調能力をよくするために、抵抗器８６と抵抗器８４
のジャンクションとキャパシタとの間に抵抗器９２が追
加されている。
の同調能力をよくするために、抵抗器８６と抵抗器８４
のジャンクションとキャパシタとの間に抵抗器９２が追
加されている。
【００３４】同様に、図１４に示した熱効果修正信号２
６を生成する方法がこの分野で多く知られている。ＲＣ
回路は、この分野で知られているように、等価ＬＣ回路
で置き換えることができるであろう。あるいはマイクロ
プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、またはこの分野で知られ
た他のディジタル回路を使用して、前記信号をディジタ
ル的に近似することもできるであろう。
６を生成する方法がこの分野で多く知られている。ＲＣ
回路は、この分野で知られているように、等価ＬＣ回路
で置き換えることができるであろう。あるいはマイクロ
プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、またはこの分野で知られ
た他のディジタル回路を使用して、前記信号をディジタ
ル的に近似することもできるであろう。
【図１】レーザードリフトのために変化するレーザー出
力強度のグラフである。
力強度のグラフである。
【図２】画素パターンの拡大図である。
【図３】レーザードリフトによって影響を受けた画素パ
ターンの拡大図である。
ターンの拡大図である。
【図４】単一レーザー用のレーザー補償回路のブロック
図である。
図である。
【図５】単一レーザー用のレーザー補償回路のブロック
図である。
図である。
【図６】起動前のレーザードリフトシミュレーション回
路の略図である。
路の略図である。
【図７】起動後のレーザーシミュレーション回路の略図
である。
である。
【図８】図７のレーザードリフトシミュレーション回路
の出力のグラフである。
の出力のグラフである。
【図９】ディジタルレーザードリフトシミュレーション
回路の出力のグラフである。
回路の出力のグラフである。
【図１０】可調節レーザードリフトシミュレーション回
路の略図である。
路の略図である。
【図１１】可調節レーザードリフトシミュレーション回
路の略図である。
路の略図である。
【図１２】可調節レーザードリフトシミュレーション回
路の略図である。
路の略図である。
【図１３】デュアルレーザー装置用のレーザー補償回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図１４】図１３に使用した可調節レーザードリフトシ
ミュレーション回路の略図である。
ミュレーション回路の略図である。
【図１５】図１３に使用した可調節レーザードリフトシ
ミュレーション回路の略図である。
ミュレーション回路の略図である。
Ｓ１〜Ｓ６ 走査線 Ｒ１ 走査線上にプリントされた第１白色長方形 Ｅ 傾斜した縁 １０ 第１レーザービーム １２ 第２レーザービーム ２０ ビデオデータ入力信号 ２２ 回線 ２４ 熱効果シミュレータ ２６ 熱効果修正信号 ２８ 回線 ３０ 自動ゲイン制御信号 ３２ 回線 ３４ 加算器 ３６ レーザー制御信号 ３８ 回線 ４０ レーザー・ドライバ装置 ４２ アース ４４ 抵抗器 ４５ ノード ４６ キャパシタ ４８ アース ５０ 可変抵抗器 ５１ 抵抗器 ５２ 電圧源 ５４ 可変抵抗器 ５６ アース ６０ ビデオデータ入力信号 ６２ 回線 ６４ 熱効果シミュレータ ６６ 熱効果修正信号 ６８ 回線 ７０ 自動ゲイン制御信号 ７２ 回線 ７４ 加算器 ７６ レーザー制御信号 ７８ 回線 ８０ レーザー・ドライバ装置 ８２ 相互熱効果シミュレータ ８４，８６ 可変抵抗器 ８８ キャパシタ ９０ アース ９２ 可変抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリス ディー ハリス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91711 クレアモント レイノーク ドラ イヴ 1646
Claims (2)
- 【請求項１】 制御信号を受け取る制御手段と、以下の
式Ｉによって近似的に記述される、増加する電流信号を
発生する電流発生手段とを備え、 式Ｉ＝Ａｅ(-t/RC) 前記式中、 Ａ＝任意の定数、 ｅ＝自然対数の底＝ 2.71828、 ｔ＝回路の時定数、 Ｒ＝回路の抵抗、及び Ｃ＝回路のキャパシタンスであり、 前記電流発生手段は、前記制御手段に作用的に接続され
ていて、前記制御手段が制御信号を受け取ると、前記増
加電流信号を発生しており、 更に、前記電流発生手段に作用的に接続されていて、前
記増加電流信号を送る出力手段を備えていることを特徴
とする熱効果シミュレータ。 - 【請求項２】 レーザーと、レーザー熱効果をシミュレ
ートし、シミュレートしたレーザー熱効果に従って補償
信号を発生するシミュレータと、前記レーザーを駆動す
るベースレベルゲイン制御信号発生手段と、前記ベース
レベルゲイン制御信号と前記補償信号とを受取って、該
ベースレベルゲイン制御信号と該補償信号を組み合わせ
てレーザーの強度を制御するレーザー駆動信号を発生す
る加算器とから成り、前記レーザー駆動信号が前記レー
ザーに作用上接続されていることを特徴とする強度制御
付きレーザー装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/155323 | 1993-11-22 | ||
| US08/155,323 US5465264A (en) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Electronic simulation for compensating laser diode thermal effects |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193305A true JPH07193305A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=22554975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6278746A Abandoned JPH07193305A (ja) | 1993-11-22 | 1994-11-14 | レーザーの熱効果を補償するレーザー装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5465264A (ja) |
| EP (1) | EP0654875B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07193305A (ja) |
| CA (1) | CA2132474C (ja) |
| DE (1) | DE69413648T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7663762B2 (en) | 2002-07-09 | 2010-02-16 | Finisar Corporation | High-speed transmission system comprising a coupled multi-cavity optical discriminator |
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