JP2965597B2 - Semiconductor laser drive circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザの駆動回路に関し、特に半導体
レーザやレーザ出力制御に使う受光素子の故障や劣化に
起因する異常を検出する技術に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser drive circuit, and more particularly to a technique for detecting an abnormality caused by a failure or deterioration of a semiconductor laser or a light receiving element used for laser output control.
従来から、半導体レーザは種々の情報機器のヘッド部
品として広く用いられてきている。例えば、コンパクト
ディスクプレーヤの情報読出しヘッド、光ディスクメモ
リの情報読出し書込用ヘッド、POS端末機器に内蔵され
るバーコードリーダのヘッド、あるいはレーザビームプ
リンタの印字ヘッド等に使われている。Conventionally, semiconductor lasers have been widely used as head components of various information devices. For example, it is used for an information read head of a compact disk player, an information read / write head of an optical disk memory, a bar code reader head built in a POS terminal device, or a print head of a laser beam printer.
上述した種々の情報機器において、半導体レーザは最
重要部品であり、半導体レーザが故障劣化等の原因によ
り正常に機能しないにも係わらず、情報機器を動作させ
た場合には、正しい情報処理を行なう事ができないとい
う問題点がある。特に赤外線を放射する半導体レーザの
場合には、可視光でない為、半導体レーザが故障あるい
は劣化していても容易に認識する事ができない。故障あ
るいは劣化状態において、光ディスクメモリやレーザビ
ームプリンタを動作させると、入力された情報が失われ
る可能性がある。In the various information devices described above, the semiconductor laser is the most important component, and performs correct information processing when the information device is operated despite the fact that the semiconductor laser does not function properly due to a failure or the like. There is a problem that things cannot be done. In particular, in the case of a semiconductor laser that emits infrared light, since it is not visible light, even if the semiconductor laser has failed or deteriorated, it cannot be easily recognized. When the optical disk memory or the laser beam printer is operated in a failure or deterioration state, input information may be lost.
さらにこれら情報機器においては、レーザビームの光
量を定常状態において一定に維持する為、レーザビーム
光量を検出する受光素子を含む自動光量制御回路を内蔵
しているのが一般的である。この受光素子が故障あるい
は劣化しているにも係わらず半導体レーザの駆動を続け
ると、過大な駆動電流が半導体レーザに流れ異常に高出
力のレーザビームにより人間の目に損傷を与える危険性
があるという問題点がある。Further, these information devices generally incorporate an automatic light amount control circuit including a light receiving element for detecting the light amount of the laser beam in order to keep the light amount of the laser beam constant in a steady state. If the semiconductor laser continues to be driven despite the failure or deterioration of the light receiving element, there is a risk that an excessively large drive current flows through the semiconductor laser and damages human eyes due to an abnormally high output laser beam. There is a problem.
上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発明は半導体
レーザや受光素子の故障劣化に起因する異常事態を直ち
に検出しCPU、周辺機器あるいはオペレータに警告して
事故を未然に防止する事のできる半導体レーザ駆動回路
を提供する事を目的とする。上記目的を達成する為に、
本発明にかかる半導体レーザ駆動回路は第1図に示す基
本構成を有している。即ち、図示する様に半導体レーザ
駆動回路は、レーザダイオードパッケージ1を有してお
り、パッケージ1の中には半導体レーザ例えばレーザダ
イオード1aと受光素子例えばフォトダイオード1bが収納
されている。フォトダイオード1bはレーザダイオード1a
から放射されるレーザビームを受光し光電変換して対応
する電気信号を出力する。フォトダイオード1bにはモニ
タ回路101が接続されており、電気信号をモニタしレー
ザビーム光量の変動に応じたモニタ信号を出力する。モ
ニタ回路101には制御回路102が接続されており、モニタ
信号と所定の基準信号を比較しその差分に応じた制御信
号を出力する。制御回路102には電力回路103が接続され
ており、制御信号に従って差分を打消す様に駆動電力を
レーザダイオード1aに供給する。この様に、レーザダイ
オード1a、フォトダイオード1b、モニタ回路101、制御
回路102及び電力回路103によりサーボループを形成し、
レーザビーム光量の自動制御を行なっている。モニタ回
路101には異常検出回路104が接続されており、基準信号
とは異なる参照信号とモニタ信号とを比較する事により
異常を検出し、異常信号LDNGを出力する。図2に示す様
に、前記異常検出回路は、参照信号とモニタ信号とを比
較して異常を検出した時反転する状態信号を出力する比
較回路であるコンパレータ25と、該状態信号の反転に応
じてセットされ異常信号を持続的に出力する回路である
RSフリップフロップ31とからなる。In view of the above-described problems of the conventional technology, the present invention can immediately detect an abnormal situation caused by a failure and deterioration of a semiconductor laser or a light receiving element, and can prevent an accident by warning a CPU, a peripheral device or an operator. It is an object to provide a semiconductor laser drive circuit. To achieve the above objectives,
The semiconductor laser drive circuit according to the present invention has the basic configuration shown in FIG. That is, as shown in the figure, the semiconductor laser drive circuit has a laser diode package 1, in which a semiconductor laser such as a laser diode 1a and a light receiving element such as a photodiode 1b are housed. Photodiode 1b is laser diode 1a
Receives a laser beam radiated from the device, photoelectrically converts the laser beam, and outputs a corresponding electric signal. A monitor circuit 101 is connected to the photodiode 1b, monitors an electric signal, and outputs a monitor signal according to a change in the amount of laser beam. A control circuit 102 is connected to the monitor circuit 101, compares the monitor signal with a predetermined reference signal, and outputs a control signal according to the difference. A power circuit 103 is connected to the control circuit 102, and supplies drive power to the laser diode 1a so as to cancel the difference according to the control signal. Thus, a servo loop is formed by the laser diode 1a, the photodiode 1b, the monitor circuit 101, the control circuit 102, and the power circuit 103,
Automatic control of the amount of laser beam is performed. An abnormality detection circuit 104 is connected to the monitor circuit 101, detects an abnormality by comparing the monitor signal with a reference signal different from the reference signal, and outputs an abnormality signal LDNG. As shown in FIG. 2, the abnormality detection circuit includes a comparator 25, which is a comparison circuit that compares a reference signal and a monitor signal and outputs a state signal that is inverted when an abnormality is detected, and that responds to the inversion of the state signal. Is a circuit that is set to output abnormal signals continuously
An RS flip-flop 31 is provided.
好ましくは制御回路102は、異常信号LDNGに応答して
レーザダイオード1aを強制的に消灯する為の強制消灯回
路を含んでいる。Preferably, control circuit 102 includes a forced light-off circuit for forcibly turning off laser diode 1a in response to abnormal signal LDNG.
さらに好ましくは、異常検出回路104は基準信号の大
きさに比べて小さく設定された参照信号に対してモニタ
信号が下回る時異常信号を出力しレーザダイオード1a又
はフォトダイオード1bの出力低下異常を警告する様にな
っている。加えて、異常検出回路104は点灯信号に応答
して、レーザダイオード1aの始動期間中異常検出動作を
停止する様になっており、誤検出を防止している。More preferably, the abnormality detection circuit 104 outputs an abnormality signal when the monitor signal falls below the reference signal set smaller than the magnitude of the reference signal to warn of an output decrease abnormality of the laser diode 1a or the photodiode 1b. It is like. In addition, the abnormality detection circuit 104 stops the abnormality detection operation during the starting period of the laser diode 1a in response to the lighting signal, thereby preventing erroneous detection.
本発明によれば、レーザダイオード、フォトダイオー
ドあるいは自動光量制御サーボループに異常が発生し、
モニタ信号が基準信号に比べて大きく変動した場合には
直ちに異常信号を出力する様になっている。この異常信
号はレーザダイオードの故障や劣化によりレーザビーム
光量が低下あるいは消滅した場合に出力される。あるい
はフォトダイオードの故障断線によりモニタ信号が低下
しサーボループを介してレーザダイオードが過大発光す
る危険性のある場合に出力される。According to the present invention, an abnormality occurs in a laser diode, a photodiode or an automatic light amount control servo loop,
If the monitor signal fluctuates greatly compared to the reference signal, an abnormal signal is immediately output. This abnormal signal is output when the laser beam quantity decreases or disappears due to failure or deterioration of the laser diode. Alternatively, this signal is output when there is a risk that the laser diode will emit excessive light through the servo loop due to a decrease in the monitor signal due to the disconnection of the photodiode.
以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。第2図は本発明にかかる半導体レーザ駆動回路
の詳細回路図である。図示する様に、半導体レーザ駆動
回路はレーザダイオードパッケージ1を有している。こ
のパッケージの中には、レーザダイオード1aが収納され
ており、そのアノード端子は電源ラインVccに接続され
ている。さらに、フォトダイオード1bを収納しており、
そのカソード端子は電源ラインVccに接続されている。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the semiconductor laser drive circuit according to the present invention. As shown, the semiconductor laser drive circuit has a laser diode package 1. A laser diode 1a is housed in this package, and its anode terminal is connected to a power supply line Vcc . In addition, the photodiode 1b is housed,
Its cathode terminal is connected to the power supply line Vcc .
半導体レーザ駆動回路はさらに、モニタ回路、制御回
路、電力回路及び異常検出回路とから構成されている。
モニタ回路は、フォトダイオード1bのアノード端子と接
地ラインの間に挿入された電流電圧変換抵抗2を有して
いる。この抵抗2はフォトダイオード1bから出力された
フォト電流を対応する電圧に変換する。抵抗2の一端は
差動増幅器3の正入力端子に接続されている。また差動
増幅器3の負入力端子と出力端子は結線されている。そ
れ故、差動増幅器3はバッファとして作用しインピーダ
ンスを変換した上でその出力端子にモニタ信号を出力す
る。このモニタ信号の電圧レベルはフォトダイオード1b
の受光光量に比例している。The semiconductor laser drive circuit further includes a monitor circuit, a control circuit, a power circuit, and an abnormality detection circuit.
The monitor circuit has a current-voltage conversion resistor 2 inserted between the anode terminal of the photodiode 1b and the ground line. This resistor 2 converts the photocurrent output from the photodiode 1b into a corresponding voltage. One end of the resistor 2 is connected to the positive input terminal of the differential amplifier 3. The negative input terminal and the output terminal of the differential amplifier 3 are connected. Therefore, the differential amplifier 3 acts as a buffer, converts impedance, and outputs a monitor signal to its output terminal. The voltage level of this monitor signal is photodiode 1b
Is proportional to the amount of received light.
制御回路は、積分抵抗4、差動増幅器5、積分コンデ
ンサ6及びアナログスイッチ7とから構成されている。
積分抵抗4は差動増幅器3の出力端子と差動増幅器5の
負入力端子の間に接続されており、積分コンデンサ6は
差動増幅器5の負入力端子と出力端子の間に接続されて
いる。さらに差動増幅器5の正入力端子には予め設定さ
れた電圧を有する基準信号が入力されている。これら抵
抗4、差動増幅器5及び積分コンデンサ6は積分回路を
構成しモニタ信号と基準信号の差分に応じた制御信号を
出力する。さらにアナログスイッチ7は差動増幅器5の
負入力端子と出力端子の間に挿入されている。加えて、
この制御回路は2個の入力端子を有するアンドゲート24
からなる強制消灯回路を含んでいる。アンドゲート24の
一方の入力端子にはレーザダイオード1aの点灯を指示す
る点灯信号▲▼が入力される様になっており、
他方の入力端子には異常信号LDNGが入力される様になっ
ている。そして出力端子はアナログスイッチ7に接続さ
れており、この導通状態を制御する。The control circuit includes an integrating resistor 4, a differential amplifier 5, an integrating capacitor 6, and an analog switch 7.
The integrating resistor 4 is connected between the output terminal of the differential amplifier 3 and the negative input terminal of the differential amplifier 5, and the integrating capacitor 6 is connected between the negative input terminal and the output terminal of the differential amplifier 5. . Further, a reference signal having a preset voltage is input to a positive input terminal of the differential amplifier 5. The resistor 4, the differential amplifier 5, and the integrating capacitor 6 constitute an integrating circuit and output a control signal corresponding to the difference between the monitor signal and the reference signal. Further, the analog switch 7 is inserted between the negative input terminal and the output terminal of the differential amplifier 5. in addition,
The control circuit comprises an AND gate 24 having two input terminals.
Forcibly turning off the light. A lighting signal ▲ ▼ for instructing lighting of the laser diode 1a is input to one input terminal of the AND gate 24,
An abnormal signal LDNG is input to the other input terminal. The output terminal is connected to the analog switch 7, and controls this conduction state.
電力回路は一対の分圧抵抗8及び9、駆動トランジス
タ10及び電圧電流変換抵抗11とから構成されている。ト
ランジスタ10のベース端子は一方の分圧抵抗8を介して
差動増幅器5の出力端子に接続されており、コレクタ端
子はレーザダイオード1aのカソード端子に接続されてお
り、エミッタ端子は抵抗11を介して接地されている。The power circuit includes a pair of voltage dividing resistors 8 and 9, a driving transistor 10, and a voltage-current conversion resistor 11. The base terminal of the transistor 10 is connected to the output terminal of the differential amplifier 5 via one voltage dividing resistor 8, the collector terminal is connected to the cathode terminal of the laser diode 1a, and the emitter terminal is connected via the resistor 11. Grounded.
異常検出回路はコンパレータ25を有する。コンパレー
タ25の負入力端子にはモニタ信号が入力されており、正
入力端子には参照信号が入力されている。直列に接続さ
れた分圧抵抗26,27及び28により、参照信号の電圧レベ
ルは基準信号の電圧レベルよりも低く所定の値に設定さ
れている。本実施例においては、参照信号の大きさは基
準信号に比べて5%低く設定されている。コンパレータ
25の出力端子にはモニタ信号及び参照信号の大小の関係
によってその電圧レベルが反転する状態信号▲
▼が出力される。異常検出回路はさらに三入力ア
ンドゲート30を有する。アンドゲート30の第1の入力端
子にはコンパレータ25の出力端子が接続されており、第
2の反転入力端子には点灯信号▲▼が入力され
る様になっており、第3の反転入力端子には遅延回路29
を介して点灯信号▲▼が入力される様になって
いる。そしてアンドケート30の出力端子にはRSフリップ
フロップ31のセット端子Sが接続されている。又、RSフ
リップフロップ31のリセット端子Rにはクリア回路32が
接続されている。このクリア回路32は電源投入時におい
てフリップフロップ31をリセットする為のものである。
フリップフロップ31の出力端子Qには異常信号LDNGが出
力される。上述した実施例においては、アンドゲート24
及び30、遅延回路29及びフリップフロップ31は個々の回
路要素から構成されているが、これらは半導体レーザ制
御機構に内蔵されるマイクロコンピュータによりソフト
ウェア的に構成する事もできる。The abnormality detection circuit has a comparator 25. The monitor signal is input to the negative input terminal of the comparator 25, and the reference signal is input to the positive input terminal. The voltage level of the reference signal is set to a predetermined value lower than the voltage level of the reference signal by the voltage dividing resistors 26, 27, and 28 connected in series. In the present embodiment, the magnitude of the reference signal is set to be 5% lower than the reference signal. comparator
A state signal whose voltage level is inverted depending on the magnitude of the monitor signal and the reference signal is output to the output terminal 25.
▼ is output. The abnormality detection circuit further has a three-input AND gate 30. The output terminal of the comparator 25 is connected to the first input terminal of the AND gate 30, the lighting signal ▲ ▼ is input to the second inversion input terminal, and the third inversion input terminal Has a delay circuit 29
A lighting signal ▲ ▼ is input via the. The output terminal of the AND gate 30 is connected to the set terminal S of the RS flip-flop 31. A clear circuit 32 is connected to a reset terminal R of the RS flip-flop 31. The clear circuit 32 is for resetting the flip-flop 31 when the power is turned on.
The output terminal Q of the flip-flop 31 outputs an abnormal signal LDNG. In the embodiment described above, the AND gate 24
And 30, the delay circuit 29 and the flip-flop 31 are composed of individual circuit elements, but these can also be composed of software by a microcomputer built in the semiconductor laser control mechanism.
次に第2図に示す半導体レーザ駆動回路の動作を説明
する。まず、自動光量制御動作について説明する。点灯
信号▲▼が低レベルになるとアンドゲート24を
介してアナログスイッチ7が非導通状態となり、制御回
路及び電力回路が動作を始め、レーザダイオード1aは発
光しそのレーザビーム光量に比例したフォト電流がフォ
トダイオード1bに発生する。このフォト電流は電流電圧
変換抵抗2によって対応する電圧に変換され、差動増幅
器3によりインピーダンス変換が行なわれた後、モニタ
信号となって差動増幅器3の出力端子に表われる。従っ
てこのモニタ信号はフォトダイオード1bの受光光量に比
例した電圧を有する信号である。積分抵抗4、差動増幅
器5及び積分コンデンサ6により積分器が形成されてお
り、差動増幅器5の正入力端子に印加されている基準信
号Vrefと負入力端子に印加されているモニタ信号の電圧
差に応じて積分コンデンサ6が充放電される。この結
果、差動増幅器5の出力端子には差分に応じた出力電圧
を有する制御信号が出力される。この出力電圧を分圧抵
抗8及び9で分圧し、駆動トランジスタ10により電流変
換してレーザダイオード1aを駆動する。この駆動電流は
モニタ信号と基準信号の電圧差を打消す様にレーザダイ
オード1aに供給されるので、定常状態においてはモニタ
信号の電圧と基準信号の電圧は等しくなり、周囲温度の
変化やレーザダイオードの多少の劣化に係わらず、レー
ザビーム光量は一定に制御される。又、点灯信号▲
▼を低レベルから高レベルに反転すると、アンドゲ
ート24を介してアナログスイッチ7は導通状態になり、
積分コンデンサ6に蓄積されていた電荷は放電される。
この結果、制御信号の出力電圧は基準電圧Vrefと等しく
なる。この基準電圧と等しくなった出力電圧を分圧抵抗
8及び9で分圧すると駆動トランジスタ10が導通しない
状態になる様に抵抗8及び9の抵抗比が設定されている
ので、レーザダイオード1aは消灯される。Next, the operation of the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. 2 will be described. First, the automatic light amount control operation will be described. When the lighting signal ▲ ▼ becomes low level, the analog switch 7 becomes non-conductive via the AND gate 24, the control circuit and the power circuit start operating, the laser diode 1a emits light, and a photocurrent proportional to the amount of the laser beam is generated. It occurs in the photodiode 1b. This photocurrent is converted into a corresponding voltage by the current-voltage conversion resistor 2 and subjected to impedance conversion by the differential amplifier 3, and then appears as a monitor signal at the output terminal of the differential amplifier 3. Therefore, this monitor signal is a signal having a voltage proportional to the amount of light received by the photodiode 1b. An integrator is formed by the integrating resistor 4, the differential amplifier 5, and the integrating capacitor 6, and the reference signal Vref applied to the positive input terminal of the differential amplifier 5 and the monitor signal applied to the negative input terminal of the differential amplifier 5. The integration capacitor 6 is charged and discharged according to the voltage difference. As a result, a control signal having an output voltage corresponding to the difference is output to the output terminal of the differential amplifier 5. The output voltage is divided by the voltage dividing resistors 8 and 9 and the current is converted by the driving transistor 10 to drive the laser diode 1a. Since this drive current is supplied to the laser diode 1a so as to cancel the voltage difference between the monitor signal and the reference signal, in a steady state, the voltage of the monitor signal and the voltage of the reference signal become equal, and when the ambient temperature changes or Irrespective of the slight deterioration of the laser beam, the laser beam light amount is controlled to be constant. Also, lighting signal ▲
When ▼ is inverted from the low level to the high level, the analog switch 7 becomes conductive through the AND gate 24,
The charge stored in the integrating capacitor 6 is discharged.
As a result, the output voltage of the control signal becomes equal to the reference voltage Vref . The laser diode 1a is turned off because the resistance ratio of the resistors 8 and 9 is set so that when the output voltage equal to this reference voltage is divided by the voltage dividing resistors 8 and 9, the driving transistor 10 is not conductive. Is done.
次に、本発明の特徴的構成要素である異常検出回路の
動作を第3図に示すタイミングチャートを参照しながら
詳細に説明する。まず点灯信号▲▼が高レベル
から低レベルに変化しレーザダイオード1aの点灯を指示
する。この点灯信号▲▼はアンドゲート30の一
方の反転入力端子に直接印加されている。さらにこの点
灯信号▲▼は遅延回路29を介して所定時間例え
ば1msだけ遅延され遅延信号となってアンドゲート30の
他方の反転入力端子に印加される。この遅延時間は自動
光量制御が正常に働きレーザビーム光量が定常になるの
に要する時間よりも長めにとってある。例えば、積分回
路の時定数が500μs程度であるので遅延時間は1msに設
定している。この結果、アンドゲート30はレーザダイオ
ードの点灯を指示した後1msで開かれる様になってい
る。さて、点灯信号▲▼の反転に応じて、駆動
電流が供給されレーザダイオードが発光し始めると、モ
ニタ信号はその電圧レベルが上昇し始める。そして、モ
ニタ信号の電圧レベルが参照電圧レベルを超えた時点
で、コンパレータ25の出力信号である状態信号▲
▼は高レベルから低レベルに変化する。この変
化は、レーザダイオード1aの発光が過渡状態から定常状
態に移行しつつある事を示すものである。それ故、状態
信号が低レベルになると、中央装置あるいは周辺装置は
平常の動作状態に入る事となる。前述した様に、この状
態信号▲▼の反転は、通常、予め設定さ
れた遅延時間内に生じるので、この反転変化はアンドゲ
ート30を通過する事はなく、SRフリップフロップ31の出
力レベルに変動はない。モニタ信号の電圧は参照電圧レ
ベルを超えた後、引続き自動光量制御により上昇し参照
電圧レベルに対して5%程高く設定された基準電圧レベ
ルVrefに達し定常状態を実現する。この時点で、遅延時
間も経過している為、アンドゲート30は開かれ、異常検
出回路も差動状態に移行する。Next, the operation of the abnormality detection circuit which is a characteristic component of the present invention will be described in detail with reference to the timing chart shown in FIG. First, the lighting signal 信号 changes from the high level to the low level, and instructs lighting of the laser diode 1a. The lighting signal ▼ is directly applied to one inverting input terminal of the AND gate 30. Further, the lighting signal ▼ is delayed by a predetermined time, for example, 1 ms, via a delay circuit 29, and is applied as a delay signal to the other inverting input terminal of the AND gate 30. This delay time is longer than the time required for the automatic light quantity control to function normally and for the laser beam quantity to become steady. For example, the delay time is set to 1 ms because the time constant of the integrating circuit is about 500 μs. As a result, the AND gate 30 is opened 1 ms after instructing to turn on the laser diode. When the drive current is supplied and the laser diode starts to emit light in response to the inversion of the lighting signal ▼, the voltage level of the monitor signal starts to increase. When the voltage level of the monitor signal exceeds the reference voltage level, the state signal ▲ which is the output signal of the comparator 25
▼ changes from high level to low level. This change indicates that the light emission of the laser diode 1a is shifting from a transient state to a steady state. Therefore, when the status signal goes low, the central or peripheral device will enter a normal operating state. As described above, since the inversion of the state signal ▲ ▼ normally occurs within a preset delay time, this inversion change does not pass through the AND gate 30 and changes to the output level of the SR flip-flop 31. There is no. After the voltage of the monitor signal exceeds the reference voltage level, it continues to rise by the automatic light quantity control and reaches the reference voltage level Vref which is set about 5% higher than the reference voltage level, thereby achieving a steady state. At this point, since the delay time has elapsed, the AND gate 30 is opened, and the abnormality detection circuit also shifts to the differential state.
時間の経過に伴って、レーザダイオード1a、フォトダ
イオード1bあるいは自動光量制御機構に異常が発生する
場合がある。この異常が、レーザダイオード1aの故障あ
るいは著しい劣化である場合、自動光量制御機構の故障
である場合、あるいはフォトダイオード1bの故障又は断
線である場合には、モニタ信号の電圧レベルは急激にあ
るいは徐々に低下する。この低下分が自動光量制御機構
の制御可能範囲を超えた場合には、もはや自動光量制御
機構は機能せず、モニタ信号の電圧レベルは基準電圧レ
ベルを離れ、参照電圧レベルをさらに下回って低下す
る。モニタ信号の電圧レベルが参照電圧レベルを下回っ
た時点で、状態信号▲▼はコンパレータ
25の作用により低レベルから高レベルに再び反転する。
この結果、状態信号▲▼はもはや半導体
レーザ駆動回路が平常状態にはない事を示す事になる。
同時に、状態信号の反転変化は開いているアンドゲート
30を介してRSフリップフロップ31のセット端子Sに伝え
られる。この結果、RSフリップフロップ31の出力端子Q
に表われる出力信号は低レベルから高レベルとなり異常
信号LDNGとして出力される。この異常信号LDNGはオペレ
ータ、CPU等の上位システムあるいは周辺機器に異常が
発生した事を知らせる信号である。さらに、異常信号LD
NGが強制消灯回路を構成するアンドゲート24の反転入力
端子に印加され、アナログスイッチ7が導通状態となり
制御回路及び電力回路の動作が停止し、レーザダイオー
ド1aは強制的に消灯される。この結果、異常の原因がレ
ーザダイオードではなくフォトダイオードにある場合に
おいて、自動光量制御不能によりレーザダイオードが過
大発光する危険性を未然に防止する事ができる。With the passage of time, an abnormality may occur in the laser diode 1a, the photodiode 1b, or the automatic light amount control mechanism. When this abnormality is a failure or a remarkable deterioration of the laser diode 1a, a failure of the automatic light amount control mechanism, or a failure or disconnection of the photodiode 1b, the voltage level of the monitor signal is sharply or gradually. To decline. If this decrease exceeds the controllable range of the automatic light quantity control mechanism, the automatic light quantity control mechanism no longer functions, and the voltage level of the monitor signal leaves the reference voltage level and falls further below the reference voltage level. . When the voltage level of the monitor signal falls below the reference voltage level, the status signal
By the action of 25, the level is inverted again from the low level to the high level.
As a result, the state signal ▼ indicates that the semiconductor laser drive circuit is no longer in a normal state.
At the same time, the inversion of the status signal is open AND gate
The signal is transmitted to the set terminal S of the RS flip-flop 31 via 30. As a result, the output terminal Q of the RS flip-flop 31
Is changed from a low level to a high level, and is output as an abnormal signal LDNG. The abnormality signal LDNG is a signal that indicates that an abnormality has occurred in an upper system such as an operator, a CPU, or a peripheral device. Furthermore, the abnormal signal LD
NG is applied to the inverting input terminal of the AND gate 24 constituting the forced light-off circuit, the analog switch 7 becomes conductive, the operation of the control circuit and the power circuit is stopped, and the laser diode 1a is forcibly turned off. As a result, when the abnormality is caused not by the laser diode but by the photodiode, the risk of the laser diode emitting excessive light due to the inability to control the automatic light amount can be prevented beforehand.
第4図は、本発明にかかる半導体レーザ駆動回路を内
蔵するレーザ光源を利用したバーコードリーダを示す模
式的断面図であり、本発明の一応用例を表わしている。
図示する様に、バーコードリーダはケーシング41に収納
されたレーザ光源42を有する。このレーザ光源42は第1
図に示す様な回路構成を有しており、レーザダイオー
ド、自動光量制御機構及び異常検出回路を備えている。
レーザ光源42から放射されたレーザビームはスキャンモ
ータ43によって回転されているポリゴンミラー44により
走査的に反射された後、反射ミラー45を介して物品の表
面に付されたバーコード46に照射される。バーコード46
を走査した後、反射された光は逆進し集光レンズ47によ
り集光された後反射ミラー48を介して受光センサ49によ
り受光される。受光された光に含まれる変動成分を解析
してバーコード46を読取るものである。かかるバーコー
ドリーダにおいて、レーザ光源42に内蔵されるレーザダ
イオードあるいはフォトダイオードが故障もしくは劣化
し異常状態が発生した場合には、異常信号が出力され
る。この異常信号に応答して、バーコードリーダは読取
り動作を中止する様になっている。この為、例えばレー
ザダイオードが著しく劣化し正常な読取りが不可能にな
ったにも係わらず、バーコードリーダが読取りを続け誤
検出を生ずるといった虞れを防止している。あるいは、
フォトダイオードが脱線故障した場合において、レーザ
ダイオードから放射される過大なレーザビームが誤って
オペレータや顧客の目に照射するといった事故を未然に
防止する事ができる。FIG. 4 is a schematic sectional view showing a bar code reader using a laser light source having a built-in semiconductor laser drive circuit according to the present invention, and shows one application example of the present invention.
As shown, the bar code reader has a laser light source 42 housed in a casing 41. This laser light source 42 is the first
It has a circuit configuration as shown in the figure, and includes a laser diode, an automatic light amount control mechanism, and an abnormality detection circuit.
The laser beam emitted from the laser light source 42 is scanned and reflected by a polygon mirror 44 rotated by a scan motor 43, and then applied to a bar code 46 attached to the surface of the article via a reflection mirror 45. . Barcode 46
After scanning, the reflected light travels backward, is condensed by the condenser lens 47, and is received by the light receiving sensor 49 via the reflection mirror 48. The bar code 46 is read by analyzing a fluctuation component included in the received light. In such a barcode reader, when a laser diode or a photodiode incorporated in the laser light source 42 fails or deteriorates and an abnormal state occurs, an abnormal signal is output. In response to this abnormal signal, the bar code reader stops reading operation. For this reason, it is possible to prevent a possibility that the barcode reader continues reading and erroneous detection occurs even though the laser diode is significantly deteriorated and normal reading becomes impossible. Or,
When a photodiode has a derailment failure, it is possible to prevent an accident such that an excessive laser beam radiated from the laser diode erroneously irradiates an operator or a customer's eyes.
以上説明した様に、本発明によれば、自動光量制御機
構を有する半導体レーザ駆動回路において、レーザダイ
オードやレーザビーム光量モニタ用フォトダイオードが
劣化もしくは故障した場合に直ちに異常信号を出力する
構成とした事により、レーザダイオードを利用する装置
の誤動作を未然に防止したり、レーザダイオードの過大
発光に起因する事故を未然に防止する事ができるという
効果がある。As described above, according to the present invention, in a semiconductor laser driving circuit having an automatic light amount control mechanism, an abnormal signal is output immediately when a laser diode or a laser beam light amount monitoring photodiode has deteriorated or failed. As a result, there is an effect that it is possible to prevent a malfunction of a device using the laser diode, and to prevent an accident caused by excessive emission of the laser diode.
第1図は半導体レーザ駆動回路の構成ブロック図、第2
図は半導体レーザ駆動回路の詳細回路図、第3図は半導
体レーザ駆動回路のタイミングチャート、及び第4図は
半導体レーザ駆動回路を内蔵したバーコードリーダの模
式的断面図である。 1……レーザダイオードパッケージ 1a……レーザダイオード 1b……フォトダイオード 2……電流電圧変換抵抗、3……差動増幅器 4……積分抵抗、5……差動増幅器 6……積分コンデンサ 7……アナログスイッチ 10……駆動トランジスタ、24……アンドゲート 25……コンパレータ、29……遅延回路 30……アンドゲート 31……RSフリップフロップ 101……モニタ回路、102……制御回路 103……電力回路、104……異常検出回路FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a semiconductor laser driving circuit, and FIG.
FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the semiconductor laser drive circuit, FIG. 3 is a timing chart of the semiconductor laser drive circuit, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a bar code reader incorporating the semiconductor laser drive circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser diode package 1a ... Laser diode 1b ... Photodiode 2 ... Current-voltage conversion resistance 3, ... Differential amplifier 4 ... Integration resistance 5, ... Differential amplifier 6 ... Integration capacitor 7 ... Analog switch 10 ... Drive transistor, 24 ... And gate 25 ... Comparator, 29 ... Delay circuit 30 ... And gate 31 ... RS flip-flop 101 ... Monitor circuit, 102 ... Control circuit 103 ... Power circuit , 104 …… Abnormality detection circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 伸一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 篠田 一郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−76546(JP,A) 特開 昭64−14982(JP,A) 実開 昭58−140652(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/096 H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shinichi Sato 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Ichiro Shinoda 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited ( 56) references Patent Sho 64-76546 (JP, A) JP Akira 64-14982 (JP, A) JitsuHiraku Akira 58-140652 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 6, (DB name) H01S 3/096 H01S 3/18
Claims (4)
レーザビームを光電変換し対応する電気信号を出力する
受光素子と、電気信号をモニタしレーザビーム光量の変
動に応じたモニタ信号を出力するモニタ回路と、モニタ
信号と基準信号を比較しその差分に応じた制御信号を出
力する制御回路と、制御信号に従って差分を打消す様に
駆動電力を半導体レーザに供給する電力回路と、基準信
号とは異なる参照信号とモニタ信号とを比較する事によ
り異常を検出し異常信号を出力する異常検出回路とから
なる半導体レーザ駆動回路において、 前記異常検出回路は、参照信号とモニタ信号とを比較し
て異常を検出した時反転する状態信号を出力する比較回
路と、該状態信号の反転に応じてセットされ異常信号を
持続的に出力する回路とからなる半導体レーザ駆動回
路。A semiconductor laser that emits a laser beam;
A photodetector that photoelectrically converts a laser beam and outputs a corresponding electric signal, a monitor circuit that monitors the electric signal and outputs a monitor signal according to a change in the amount of laser beam light, compares the monitor signal with a reference signal, and compares the difference with the reference signal. A control circuit that outputs a corresponding control signal, a power circuit that supplies driving power to the semiconductor laser so as to cancel the difference according to the control signal, and an abnormality by comparing a monitor signal with a reference signal different from the reference signal. A semiconductor laser drive circuit comprising: an abnormality detection circuit that detects and outputs an abnormality signal; wherein the abnormality detection circuit compares a reference signal and a monitor signal and outputs a state signal that is inverted when an abnormality is detected; and A circuit which is set in response to the inversion of the state signal and continuously outputs an abnormal signal.
に消灯する為の強制消灯回路を含む請求項1に記載の半
導体レーザ駆動回路。2. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1, further comprising a forced turn-off circuit for forcibly turning off the semiconductor laser in response to the abnormal signal.
べて小さく設定された参照信号に対してモニタ信号が下
回る時異常信号を出力し半導体レーザ又は受光素子の出
力低下異常を示す為の回路を有する請求項1に記載の半
導体レーザ駆動回路。3. The abnormality detection circuit outputs an abnormality signal when a monitor signal falls below a reference signal set to be smaller than a reference signal to indicate an abnormality in output reduction of a semiconductor laser or a light receiving element. 2. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1, comprising:
間中異常検出動作を停止する回路を有する請求項1に記
載の半導体レーザ駆動回路。4. The semiconductor laser drive circuit according to claim 1, wherein said abnormality detection circuit includes a circuit for stopping an abnormality detection operation during a startup period of the semiconductor laser.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029099A JP2965597B2 (en) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Semiconductor laser drive circuit |
| US07/650,422 US5163063A (en) | 1990-02-07 | 1991-02-04 | Semiconductor laser driving circuit |
| EP91400295A EP0441709B1 (en) | 1990-02-07 | 1991-02-07 | Semiconductor laser driving circuit |
| DE69122140T DE69122140T2 (en) | 1990-02-07 | 1991-02-07 | Driver circuit for semiconductor lasers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2029099A JP2965597B2 (en) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Semiconductor laser drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03232284A JPH03232284A (en) | 1991-10-16 |
| JP2965597B2 true JP2965597B2 (en) | 1999-10-18 |
Family
ID=12266901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2029099A Expired - Fee Related JP2965597B2 (en) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Semiconductor laser drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965597B2 (en) |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2029099A patent/JP2965597B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03232284A (en) | 1991-10-16 |
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