DE3590327C2 - Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers in einer optischen Abtasteinrichtung - Google Patents
Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers in einer optischen AbtasteinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Temperatur
eines Halbleiterlasers in einer optischen Abtasteinrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es gibt optische Abtasteinrichtungen, in welchen ein Bild
durch Abtastung mit einem Laserstrahl aufgezeichnet oder gelesen
werden kann. Als eine solcher optischen Abtasteinrichtungen
ist eine Einrichtung vorgeschlagen worden, die einen
Halbleiterlaser als Lichtquelle und einen holographischen
Abtaster für die Ablenkung eines von dem Halbleiterlaser abgegebenen
Laserstrahls verwendet, siehe beispielsweise die
US-PS 43 48 080.
Die optische Abtasteinrichtung der o. g. Art und die von der
vorliegenden Erfindung gelösten Probleme sollen nachfolgend
unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine Bildaufzeichnungseinrichtung, die eine
optische Abtasteinrichtung verwendet, in der ein von einem
Halbleiterlaser abgegebener Laserstrahl von einem holographischen
Abtaster abgelenkt wird.
Die Bildaufzeichnungseinrichtung enthält einen Halbleiterlaser
10, eine Kollimatorlinse 12, eine zylindrische Linse
14, ebene Spiegel 16, 18, 22, einen holographischen Abtaster
20, eine fR-Linse 24, ebene Spiegel 26, 28, eine
zylindrische Linse 30, einen photoleitfähigen, photoempfindlichen
Träger 32 und Lichtdetektoren 34, 36.
Die vorliegende Erfindung ist in einer Bildaufzeichnungseinrichtung
nach Fig. 1 verkörpert. Eine Einrichtung, die
ähnlich der nach Fig. 1 ist, bei der jedoch der Lichtdetektor
36 nicht vorhanden ist, weist jene Probleme auf,
die von der vorliegenden Erfindung gelöst werden sollen.
Soweit diese Probleme daher angesprochen sind, wird die
Anwesenheit des Lichtdetektors 36 in Fig. 1 vernachlässigt.
Der holographische Abtaster 20 enthält eine Hologrammscheibe
20A und einen Motor 20B. Die Hologrammscheibe 20A
ist an der Welle des Motors 20B befestigt und von diesem
in Richtung des Pfeiles in Drehung versetzt.
Eine Mehrzahl identisch gestalteter Streugitter sind in
einem ringförmigen Muster auf der Oberfläche einer kreisförmigen,
transparenten Grundplatte der Hologrammscheibe
20A angeordnet.
Die Streugitter sind lineare Streugitter und einander optisch
äquivalent, wobei die Streugitterelemente 200 als
Hologramme ausgebildet sind. Die Ausdrücke "Hologrammscheibe"
und "holographischer Abtaster" sind von der Tatsache
abgeleitet, daß die Streugitterelemente 200 als Hologramme
ausgebildet sind.
Ein von dem Halbleiterlaser 10 ausgehender Laserstrahl
wird durch die Kollimatorlinse 12 in ein paralleles Strahlenbündel
umgewandelt, das durch die zylindrische Linse 14
fällt und durch die ebenen Spiegel 16, 18 reflektiert
wird, um auf die Streugitterelemente 200 der Hologrammscheibe
20A zu fallen und dadurch einen Streustrahl zu
erzeugen. Da die Hologrammscheibe 20A rotiert, wird der
Streustrahl abgelenkt, da die Richtung eines jeden Streugitterelements
200 sich in bezug auf den einfallenden
Laserstrahl ändert. Der abgelenkte Streustrahl wird als
"abgelenkter Laserstrahl" bezeichnet.
Der Streustrahl wird dann durch den ebenen Spiegel 22, die
fR-Linse 24, die ebenen Spiegel 26, 28 und die zylindrische
Linse 30 auf den photoempfindlichen Träger 32 geleitet,
der als Band ausgebildet ist. Der Streustrahl wird
auf den photoempfindlichen Träger 32 durch die Fokussierungswirkung
der fR-Linse 24 und die zylindrischen Linsen
14, 30 zu einem Punkt fokussiert. Bei Drehung der Hologrammscheibe
20A wird der auf dem photoempfindlichen
Träger 32 von dem abgelenkten Laserstrahl ausgebildete
Punkt linear verschoben. Dieser Punkt wird zyklisch verschoben,
so daß er einen optischen Abstastvorgang jedesmal
dann wiederholt, wenn der Laserstrahl auf ein anderes
Streugitterelement fällt. Bei seinem Lauf über den photoempfindlichen
Träger folgt der Lichtpunkt einem geradlinigen
Weg 38, der nachfolgend als Hauptabtastzeile bezeichnet
wird. Eine Richtung senkrecht zur Hauptabtastzeile
auf dem photoempfindlichen Träger 32 wird nachfolgend
als Hilfsabtastrichtung bezeichnet.
Der photoempfindliche Träger 32 wird kontinuierlich bewegt.
Nachdem die Umfangsfläche des photoempfindlichen
Trägers 32 gleichförmig aufgeladen worden ist, gelangt sie
in eine optische Abtastzone, in welcher sie von dem abgelenkten
Laserstrahl abgetastet wird. Wenn die Intensität
des von dem Halbleiterlaser 10 abgegebenen Laserstrahls
durch ein Bildsignal, das ein aufzuzeichnendes Bild darstellt,
verändert wird, dann wird ein elektrostatisches
Latenzbild entsprechend dem aufzuzeichnenden Bild auf dem
photoempfindlichen Träger 32 ausgebildet. Durch Entwickeln
wird das elektrostatische Latenzbild in ein sichtbares
Bild umgewandelt, das anschließend auf einen Aufzeichnungsträger,
beispielsweise Papier, übertragen und auf
diesem fixiert wird, so daß man das gewünschte aufgezeichnete
Bild erhält.
Vorangehend ist in groben Umrissen der optische Abtastvorgang
beschrieben worden.
Der Lichtdetektor 34 wird dazu verwendet, den Laserstrahl,
unmittelbar bevor er den photoempfindlichen Träger 32 abtastet,
zu detektieren, um die Startpunkte von nachfolgenden
Abtastzyklen auszurichten.
Es ist bekannt, daß der von einem Halbleiterlaser abgegebene
Laserstrahl sich ändert, wenn die Temperatur des
Halbleiterlasers sich ändert.
In der optischen Abtasteinrichtung jener Art, bei der der
von dem Halbleiterlaser abgegebene Laserstrahl von dem holographischen
Abtaster abgelenkt wird, zeigt eine Veränderung
des Streuwinkels des von den Streugittern abgegebenen
Streustrahls, wenn die Wellenlänge des vom Halbleiterlaser
abgegebenen Laserstrahls sich ändert. Daher wird die optische
Abtastzone, d. h. die Lage der Hauptabtastzeile in die
Hilfsabtastrichtung versetzt, so daß eine ordnungsgemäße
optische Abtastung nicht ausgeführt werden kann.
Die Temperatur des Halbleiterlasers ändert sich mit der
Temperatur der umgebenden Atmosphäre, der von dem durch
den Halbleiterlaser fließenden Strom hervorgerufenen
Jouleschen Wärme usw. Um die Wellenlänge des Laserstrahls
zu stabilisieren, muß die Temperatur des Halbleiterlasers
geregelt werden. Es ist jedoch schwierig, die Temperatur
des Halbleiterlasers direkt zu regeln, da der Halbleiterlaser
selbst sehr klein ist. Es ist daher üblich geworden,
die Temperatur des Halbleiterlasers indirekt zu regeln, indem
man die Temperatur eines Halters regelt, der den Halbleiterlaser
trägt (vgl. US-PS 43 38 577).
Der Halbleiterlaser wird gewöhnlich in einem Temperaturbereich
zwischen 20° und 50°C betrieben. In einem solchen
Temperaturbereich hängt die Wellenlänge des Laserstrahls
von der Temperatur im allgemeinen entsprechend der in Fig. 2
dargestellten stufenförmigen Kurve 3-1 ab. Die stufenförmige
Kurve 3-1 wird als eine charakteristische Kurve
bezeichnet, die das Verhältnis zwischen der Temperatur und
der Wellenlänge angibt. Die Gestalt der charakteristischen
Kurve hängt vom jeweiligen Halbleiterlaser ab und ändert
sich von Halbleiterlaser zu Halbleiterlaser. Sie hat jedoch
im allgemeinen einen stufenförmigen Verlauf. Wie in
Fig. 2 dargestellt ist, enthält die charakteristische Kurve
Bereiche A, B und C, in denen sich die Wellenlänge stetig
mit der Temperatur ändert. Diese Bereiche werden als
Sockelbereiche bezeichnet, und die zwischen den Sockelbereichen
liegenden Bereiche werden als Stufenbereiche bezeichnet,
in denen die Wellenlängenwerte springen. In
Wirklichkeit enthält jeder der Sockelbereiche mehr oder
weniger Unregelmäßigkeiten, solche Unregelmäßigkeiten sind
jedoch vernachlässigbar, da sie den optischen Abtastbetrieb
nicht stören. Die Breite eines jeden Sockelbereiches,
d. h. das Integral zwischen einem Stufenbereich und
einem benachbarten Stufenbereich, ist normalerweise äquivalent
wenigen Temperaturgraden. Wenn angenommen die Temperaturbreite
des Sockelbereiches B, d. h. die Temperaturdifferenz
(TU-TL) gleich 5°C ist und eine vorgegebene
Temperatur T₀ in der Mitte zwischen diesen Temperaturen
TU und TL gewählt ist, dann kann die Wellenlänge des
von dem Halbleiterlaser abgegebenen Laserstrahls tatsächlich
auf einen konstanten Wert geregelt werden, indem die
Temperatur des Halbleiterlaserhalters in die Nähe der vorgegebenen
Temperatur T₀, d. h. in den Bereich von
T₀±1°C regelt.
Selbst wenn die Temperatur des Halbleiterlasers zwischen
TL und TU schwankt, ändert sich die Wellenlänge des
Laserstrahls nur in einem kleinen Intervall von λU-
λL. Anders gesagt, solange die Temperatur des Halbleiterlasers
sich innerhalb eines Sockelabschnitts ändert,
bereitet die Veränderung der Hauptabtastzeile kein wirkliches
Problem.
Wenn die Temperatur des Halbleiterlasers sich jedoch über
TL und TU hinaus ändert, dann ändert sich die Wellenlänge
des Laserstrahls abrupt um ein großes Ausmaß von
(λ₂-λU) oder (λL-λ₁). Wenn eine solche Wellenlängenänderung
auftritt, läßt sich keine geeignete optische
Abtastung mehr ausführen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf den folgenden Problemen:
Solange die Temperatur des Halbleiterlaserhalters so geregelt
wird, daß sie dicht an der vorgegebenen Temperatur
T₀ ist, macht der optische Abtastbetrieb keine Schwierigkeiten,
die aus Temperaturänderungen des Halbleiterlasers
resultieren könnten. Dies basiert jedoch auf der Voraussetzung,
daß die charakteristische Kurve zeitlich unverändert
bleibt.
In der Praxis bleibt jedoch die charakteristische Kurve
mit der Zeit nicht unverändert, sondern sie ändert sich
aufgrund von Ermüdung des Halbleiterlasers. Diese zeitabhängige
Veränderung verläuft in zwei Mustern. Beim ersten
Muster wird die charakteristische Kurve als Ganzes gegen
die Seite niedrigerer Temperatur längs der Sockelabschnitte
verschoben, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 3
(I) eingezeichnet ist. Im zweiten Muster wird die charakteristische
Kurve als Ganzes gegen die Seite höherer
Temperatur längs der Sockelbereiche verschoben, wie durch
die gestrichelten Linien in Fig. 3 (II) dargestellt ist.
Die zeitabhängige Änderung der charakteristischen Kurve
ist von Halbleiterlaser zu Halbleiterlaser verschieden.
Bei manchen Halbleiterlasern verschiebt sich deren charakteristische
Kurve zur Seite höherer oder niedrigerer
Temperatur. Bei anderen Halbleiterlasern ändert sich die
Richtung, in der die charakteristische Kurve verschoben
wird, mit der Zeit.
Wo die vorgegebene Temperatur für die Temperaturregelung
gleich T₀ ist, wie in Fig. 3 (I), gibt es kein Problem,
solange der Halbleiterlaser keiner Alterung unterworfen
ist, und die charakteristische Kurve verläuft so, wie
durch die ausgezogene Linie 3-1 angegeben. Wenn jedoch
die charakterstische Kurve sich mit der Zeit gegen die
gestrichelte Linie 4-1 ändert, dann wird dadurch bewirkt,
daß die Wellenlänge des abgegebenen Laserstrahls sich um
ein großes Ausmaß ändert, selbst wenn die Temperatur des
Halbleiterlasers gleich T₀ ist. Dies gilt auch, wenn
sich die charakteristische Kurve mit der Zeit gegen die
gestrichelte Linie 4-2 in Fig. 3 (II) ändert.
Sobald sich die charakteristische Kurve mit der Zeit, wie
beschrieben, geändert hat, ist die Temperaturregelung, die
üblicherweise stattgefunden hat, nicht länger wirksam.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
in einer optischen Abtasteinrichtung der angegebenen
Gattung zu schaffen, welches in der Lage ist, zeitabhängigen
Änderungen der charakteristischen Kurve des Halbleiterlasers
Rechnung zu tragen. Es soll dabei insbesondere
möglich sein, das Temperaturregelverfahren über eine
verlängerte Zeitdauer auszuführen, wobei die Temperaturregelung
zuverlässig bleiben soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Weitere Lösungsvorschläge nach der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung
einer optischen Abtasteinrichtung in zwei Ausführungsarten,
wobei die
optische Abtasteinrichtung Bestandteil eines Bildaufzeichnungsgerätes
ist,
Fig. 2 und 3 die Diagramme zur Erläuterung der
charakteristischen Kurve eines Halbleiterlasers,
die die Veränderung der Wellenlänge mit der Zeit
zeigen,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Schaltkreisanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Schaltkreisanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 6 und 7 Darstellungen zur Erläuterung eines
Strahlpositionsdetektors, der in der Schaltung verwendet
wird, und
Fig. 8 und 9 Blockschaltbilder zur Erläuterung der
Temperaturregelungseinrichtung.
Die Erfindung ist in einer Einrichtung gemäß Fig. 1 realisiert.
Der Lichtdetektor 36, der in der vorangegangenen Beschreibung
der bei den bekannten Einrichtungen vorhandenen Probleme
unterdrückt worden ist, wird nun als eine Komponente,
die zur Ausführung der vorliegenden Erfindung erforderlich
ist, hervorgehoben.
Es sind zwei Lichtdetektoren 34, 36 außerhalb des Bereiches
angeordnet, der von dem abgelenkten Laserstrahl abgetastet
wird. Die beiden Lichtdetektoren sind derart außerhalb
dieses Bereiches angeordnet, daß sie zwar vom abgelenkten
Laserstrahl noch erfaßt werden, jedoch den optischen Abtastvorgang
nicht stören.
Die beiden Lichtdetektoren ermitteln nacheinander den abgelenkten
Laserstrahl jedesmal dann, wenn er über sie abgelenkt
wird. Die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen
der beiden Lichtdetektoren wird ermittelt und wenn diese
ermittelte Zeitdifferenz außerhalb eines vorgegebenen Bereiches
fällt, wird die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
um ein gewisses Maß verschoben und neu eingestellt.
Wenn, wie oben beschrieben, sich die Wellenlänge des von
dem Halbleiterlaser abgegebenen Laserstrahls verändert,
dann ändert sich auch der Streuwinkel des Streustrahles.
Wenn sich der Streuwinkel ändert, dann wird auch die Geschwindigkeit,
mit der der abgelenkte Laserstrahl die Abtastung
ausführt, verändert. Wenn daher der abgelenkte
Laserstrahl nacheinander von den beiden Lichtdetektoren
detektiert wird, dann zeigt sich eine Veränderung der Zeitdifferenz
zwischen den beiden Ausgangssignalen der Lichtdetektoren.
Die Zeitdifferenz hängt daher von der Änderung
der Wellenlänge des vom Halbleiterlaser abgegebenen Laserstrahls
ab. Die Änderung in der Wellenform des Laserstrahls
vom Halbleiterlaser wird aus der Zeitdifferenz zwischen den
Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren für die Temperaturregelung
des Halbleiterlasers ermittelt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein
spezielleres Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die charakteristische Kurve eines Halbleiterlasers kann im
voraus ermittelt werden. Obgleich die charakteristische
Kurve sich mit der Zeit ändert, darf man doch davon ausgehen,
daß ihre Gestalt im wesentlichen unverändert bleibt.
Es sei angenommen, daß die charakteristische Kurve des Halbleiterlasers
10 den durch die Linie 3-1 in den Fig. 2
und 3 dargestellten Verlauf hat, wenn der Halbleiterlaser
10 noch nicht ermüdet ist. Es sei auch angenommen, daß,
wenn der Halbleiterlaser noch nicht ermüdet ist, die Vorgabetemperatur
für die Temperaturregelung gleich T₀ ist und
die Wellenlänge des Laserstrahls bei dieser Temperatur
gleich λ₀ ist. Der abgelenkte Laserstrahl wird durch die
beiden Lichtdetektoren 34, 36 detektiert. Jedesmal, wenn der
Laserstrahl abgelenkt wird, fällt der abgelenkte Strahl zunächst
auf den Lichtdetektor 34, tastet dann den photoempfindlichen
Träger 32 ab und fällt dann auf den Lichtdetektor
36. Bei der Wellenlänge λ₀ wird die Zeitdifferenz
zwischen den Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren
34, 36 durch τ₀ angegeben.
Es ergeben sich Wellenlänge von λ₀+(λ₂-λU) = λA und
λ₀-(λL-λ₁) = λB, bei welchen die Zeitdifferenzen
zwischen den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren 34 und 36
mit τA und τB bezeichnet sind. Da λA<λ₀<λB und da weiterhin
der Streuwinkel größer wird, wenn die Wellenlänge
größer wird, und die Zeitdifferenz kleiner wird, wenn der
Streuwinkel größer wird, ergibt sich τA<τ₀<τB.
Die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren
34 und 36 wird nun ermittelt. Wenn man in Betracht
zieht, daß die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
gleich T₀ ist, wenn die Zeitdifferenz τA ermittelt
wird, dann ist die charakteristische Kurve des Halbleiterlasers
10 jene, die durch die Linie 4-1 in Fig. 3 (I) dargestellt
ist. Durch Einstellung der Vorgabetemperatur für die
Temperaturregelung auf T₁₀, die von T₀ um eine Temperatur
von etwa 1/2 (TU-TL) gegen die Seite niedrigerer Temperatur
abweicht und durch nachfolgende Temperaturregelung wird die
Vorgabetemperatur nun nahe der Mitte des Sockelabschnitts B
der charakteristischen Kurve 4-1 des ermüdeten Halbleiterlasers
eingestellt, und die Wellenlänge des abgegebenen
Laserstrahls wird dicht bei λ₁₀ stabilisiert, die nahe der
ursprünglichen Wellenlänge λ₀ liegt. In gleicher Weise
wird, wenn die Zeitdifferenz τB ermittelt wird, die charakteristische
Kurve jene, die durch die Linie 4-2 in Fig. 3
(II) dargestellt ist. Die Vorgabetemperatur wird von T₀ um
eine gewisse Temperatur gegen die Seite höherer Temperatur
verschoben und bei T₂₀ neu eingestellt. Die Wellenlänge des
abgegebenen Laserstrahls wird nun nahe bei λ₂₀ nahe der ursprünglichen
Wellenlänge λ₀ durch die Temperaturregelung
stabilisiert.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltkreisanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Halbleiterlaser 10 wird von einem Halter 40 getragen.
Die Temperatur des Halters 40 wird durch einen Thermistor
42 ermittelt, der als Temperatursensor dient. Der Halter 40
kann durch ein Peltier-Element 44 erwärmt oder gekühlt
werden.
Während der Anfangszeit, in welcher der Halbleiterlaser 10
noch nicht ermüdet ist, wird in einem Komparator 65 ein
Wert entsprechend der Temperatur T₀ voreingestellt. Das
Ausgangssignal des Thermistors 42 wird dem Komparator 66
zugeführt und von diesem mit dem Vorgabewert verglichen.
Ein Ausgangssignal, das ein Maß für die Differenz zwischen
den verglichenen Werten ist, wird vom Komparator 66 einem
Steuerkreis 68 zugeführt. Der Steuerkreis 68 spricht auf
das zugeführte Signal an und regelt den Betrieb des Peltier-
Elements 44, um den Halter 40 zu erwärmen oder zu kühlen,
so daß das Ausgangssignal vom Thermistor 42 in Übereinstimmung
mit dem Vorgabewert im Komparator 66 gebracht
wird. Während der Anfangszeit wird daher die Temperatur des
Halters 40 so geregelt, daß sie dicht bei der Vorgabetemperatur
T₀ liegt, und die Temperatur des Halbleiterlasers 10
wird auf diese Weise indirekt dicht an den Wert T₀ geregelt.
Die Ausgangssignale der Lichtdetektoren 34 und 36 werden in
Spannungssignale umgewandelt und verstärkt und dann einem
Flip-flop 46 zugeleitet. Das Ausgangssignal des Flip-flops
46 hängt daher von der Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen
der Lichtdetektoren 34 und 36 ab. Das Ausgangssignal
des Flip-flops 46 wird dann einem Zähler 50 zugeführt
und durch Taktimpulse von einem Oszillator 48 gemessen. Das
Meßergebnis wird durch einen D/A-Wandler 52 in einen Analogwert
umgewandelt. Das Analogsignal wird dann durch einen
Verstärker 54 verstärkt und Komparatoren 56 und 58 zugeleitet.
Der Komparator 56 gibt eine logische 0 ab, wenn die Zeitdifferenz
τ zwischen den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren
34 und 36 größer als der Vorgabewert τB ist, und gibt
eine logische 1 ab, wenn die Zeitdifferenz τ kleiner als
der Vorgabewert τB ist. Der Komparator 58 liefert eine logische
0, wenn die Zeitdifferenz τ kleiner als τA ist, und
liefert eine logische 1, wenn die Zeitdifferenz τ größer
als τA ist.
Das Ausgangssignal des Komparators 56 wird einer UND-Schaltung
60 und einer NAND-Schaltung 62 zugeführt, und das Ausgangssignal
des Komparators 58 wird der UND-Schaltung 60
und über einen Inverter 61 außerdem der NAND-Schaltung 62
zugeführt.
Wenn τA<τ<τB, haben die Ausgangssignale der UND-
Schaltung 60 und der NAND-Schaltung 62 jeweils die logische
Größe 1. Wenn τ<τB, dann ist das Ausgangssignal der UND-
Schaltung 60 eine logische 0 und das Ausgangssignal der
NAND-Schaltung 62 eine logische 1. Wenn τ<τA, dann sind
die Ausgangssignale der UND-Schaltung 60 und der NAND-
Schaltung 62 jeweils von der logischen Größe 0.
Es werden daher unterschiedliche Signale einem Temperatureinstellkreis
64 zugeführt, wenn τA<τ<τB bzw.
τ<τB bzw. τ<τA ist.
Wenn τA<τ<τB, dann hält der Temperatureinstellkreis 64
die Vorgabetemperatur auf dem Vorgabewert im Komparator 66.
Wenn τ<τB, dann stellt der Temperatureinstellkreis 64
die Vorgabetemperatur im Komparator 66 auf einen Wert entsprechend
einer Temperatur ein, die gegen die Seite niedrigerer
Temperatur um ein gewisses Maß abweicht, beispielsweise
um 1/2 (TU-TL). Wenn τ<τA, dann stellt der Temperatureinstellkreis
64 die Vorgabetemperatur auf einen Wert
entsprechend einer Temperatur ein, die gegen die Seite
höherer Temperatur um ein gewisses Maß abweicht.
Die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren
35 und 36 wird ermittelt und die Vorgabetemperatur
wird entsprechend der ermittelten Zeitdifferenz verändert,
wenn kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird, d. h.,
wenn der Halbleiterlaser erregt wird, der holographische
Abtaster im Betrieb ist und die optische Abtastung für die
Aufzeichnung oder Auslesung eines Bildes nicht ausgeführt
wird.
Der Lichtdetektor 34 in Fig. 1 wirkt doppelt, und zwar
außerdem als Synchrondetektor für die Synchronisierung der
optischen Abtastzyklen. Die zwei Lichtdetektoren können
irgendwo außerhalb der Abtastzone angeordnet sein, solange
sie aufeinanderfolgend den abgelenkten Laserstrahl erfassen.
Das Verfahren nach Anspruch 1 kann durch
die Einrichtung nach Fig. 1 durchgeführt werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform ein Hauptabtastzyklus nicht
ausgeführt wird, dann wird die Zeitdifferenz zwischen den
Ausgangssignalen der zwei Lichtdetektoren ermittelt, während
die Temperatur des Halters verändert wird. Die Haltertemperatur
wird ermittelt, wenn die ermittelte Zeitdifferenz
einen vorgegebenen Wert überschreitet. Eine Temperatur, die
von der festgestellten Temperatur um ein gewisses Maß abweicht,
wird als Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
eingestellt. Wenn ein Hauptabtastzyklus nicht
ausgeführt wird, wird der Halbleiterlaser erregt, der holographische
Abtaster wird betätigt und eine optische Abtastung
(Hauptabtastzyklus) für die Aufzeichnung oder das
Auslesen eines Bildes wird nicht ausgeführt. Genauer gesagt,
ein Zeitpunkt, in welchem kein Hauptabtastzyklus ausgeführt
wird, liegt zwischen Hauptabtastzyklen oder in einer Bereitschaftsperiode
vor einem Hauptabtastzyklus.
Die zwei Lichtdetektoren in der Anordnung nach Fig. 1 sind
die Lichtdetektoren 34 bzw. 36. Der abgelenkte Laserstrahl
wird durch den Lichtdetektor 34 detektiert, unmittelbar bevor
er die Abtastzone überstreicht, und wird dann von dem Lichtdetektor
36 detektiert, nachdem er die Abtastzone überstrichen
hat. Das Ausgangssignal vom Lichtdetektor 34 wird dazu
verwendet, die optischen Abtastzyklen zu synchronisieren.
Der Lichtdetektor 34 in Fig. 1 dient bei dieser Ausführungsform
daher dazu, die Temperatur zu regeln und weiterhin
die Synchronisierung der optischen Abtastzyklen auszuführen.
Wenn, wie oben beschrieben, die Temperatur des Halbleiterlasers
sich ändert und damit die Wellenlänge des abgegebenen
Laserstrahls verändert, dann wird auch der Streuwinkel
des von den Streugitterelementen der Hologrammscheibe gestreuten
Strahls verändert. Die Änderung im Streuwinkel
führt zu einer Änderung der Geschwindigkeit, mit der der
Laserstrahl abgelenkt wird. Eine Änderung der Zeitdifferenz
zwischen den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren, die an
den entsprechenden zwei Positionen in einer Zone angeordnet
sind, in der der Laserstrahl abgelenkt wird, entspricht
daher einer Änderung der Wellenlänge des von dem Halbleiterlaser
abgegebenen Laserstrahls. Die vorliegende Erfindung
beruht auf dieser Tatsache.
Eine Ausführungsform wird nachfolgend im Detail näher erläutert.
Es sei angenommen, daß die charakteristische Kurve
des Halbleiterlasers 10 von Fig. 1 zu dem Zeitpunkt, in
welchem der Halbleiterlaser nicht ermüdet ist, der Linie
3-1 in Fig. 2 entspricht. Die charakteristische Kurve
ändert sich mit der Zeit. Genau genommen ändert sich die
Gestalt der charakteristischen Kurve ebenfalls mit der
Zeit. Eine solche Gestaltsänderung der charakteristischen
Kurve ist jedoch sehr gering, weshalb die charakteristische
Kurve bezüglich ihrer Gestalt bei der Ausführung der Erfindung
als unverändert betrachtet werden kann.
Eine Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung wird nun
in der Mitte des Sockelbereiches B der charakteristischen
Kurve 3-1 eingestellt. Da die Gestalt der charakteristischen
Kurve 3-1 über der Zeit im wesentlichen unverändert bleibt,
ändert sich auch die Temperaturdifferenz (TU-TL) zwischen
den Temperaturen TL und TU an den Stufenbereichen an den
Enden des Sockelabschnitts B nicht, obgleich die Temperaturen
TL und TU sich selbst mit der Zeit verändern. Die
Größe 1/2 (TU-TL) wird nachfolgend als ΔT bezeichnet.
Die Temperaturregelung des Halbleiterlasers 10 während
eines Hauptabtastzyklus wird wie folgt ausgeführt:
In Fig. 5 wird ein Vergleichswert entsprechend der Vorgabetemperatur,
wie beispielsweise einer Temperatur T₀ in einem
Komparator 460 eingestellt. Diese Temperatureinstellung
wird als Einstellung der Temperatur T₀ für die Temperaturregelung
bezeichnet.
Die Temperatur des Halters 40 wird durch den Thermistor 42
ermittelt. Das Ausgangssignal des Thermistors 42 wird dem
Komparator 460 zugeführt, in welchem es mit dem Vergleichswert
verglichen wird. Der Komparator 460 liefert dann ein
Signal, das der Differenz zwischen den verglichenen Signalen
entspricht, an einen Steuerkreis 480, der einen Strom beeinflußt,
der durch das Peltier-Element 44 fließt. Das
Peltier-Element 44 erzeugt oder absorbert Wärme, je nach
Größe und Richtung des hindurchfließenden Stromes, um den
Halter 40 zu erwärmen oder abzukühlen. Das Peltier-Element
44 wird so geregelt, daß das Ausgangssignal des Thermistors
42 an den Vergleichswert im Komparator 46 angeglichen wird.
Die Temperatur des Halters 40 wird daher so geregelt, daß
sie dicht an der Vorgabetemperatur liegt, und daher wird
auch die Temperatur des Halbleiterlasers 10 auf diese Größe
gebracht.
Wenn die Temperaturregelung durchgeführt
wird, während kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird, dann
erregt eine CPU 560 einen Zähler 580. Der Zähler 580 zählt
Taktimpulse, die von einem Oszillator 600 abgegeben werden,
und erhöht sein Ausgangssignal allmählich und langsam von
einem gegebenen Anfangswert stufenweise jedesmal dann, wenn
eine vorgegebene Anzahl von Impulsen gezählt werden. Das
Ausgangssignal des Zählers 580 wird von einem D/A-Wandler
620 in ein Analogsignal umgewandelt, das dem Komparator 460
zugeführt wird, um den Vergleichswert darin zu verändern.
Daher wird der Vergleichswert im Komparator 460 stufenweise
von einem gegebenen Anfangswert ausgehend, der beispielsweise
T₀ in Fig. 3 (II) entspricht, verändert. Eine Stufe
des Stufenmusters des Vergleichswerts entspricht einer
Temperaturdifferenz von beispielsweise 0,1°C. Als Folge
davon wird die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
von T₀ ausgehend stufenweise um jeweils 0,1°C geändert. Die
Temperatur des Halbleiterlasers 10 wird daher vermittels
des Halters 40 von T₀ ausgehend durch den Komparator 460
langsam verändert, damit die Temperaturen des Halters 40
und des Halbleiterlasers 10 ohne Fehler der Vorgabetemperatur
folgen können, wenn diese sich ändert. Die Vorgabetemperatur
sollte daher langsam, aber so schnell geändert
werden, wie die Temperaturen des Halters 40 und des Halbleiterlasers
10 der Vorgabetemperatur folgen können.
Die Ausgangssignale der Lichtdetektoren 34 und 36 werden
einem Flip-flop 500 zugeführt, das ein Ausgangssignal
liefert, das ein Maß für die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen
der Lichtdetektoren ist. Dieses Ausgangssignal
des Flip-flops 500 wird durch einen Zähler 520 unter
Verwendung von Taktimpulsen vom Oszillator 600 gezählt. Der
Zählwert des Zählers 520 wird von einem D/A-Wandler 530 in
ein Analogsignal umgewandelt, das einem Komparator 540
zugeführt wird.
Es sei in bezug auf die charakteristische Kurve 3-1 angenommen,
daß die Wellenlänge des Laserstrahls entsprechend
der Temperatur T₀ gleich λ₀ ist, die Zeitdifferenz zwischen
den Ausgangssignalen der Lichtdetektoren 34 und 36 bei der
Wellenlänge
λ₀ + (λ₂ - λU)
gleich tM ist und dieser Wert
als ein Vorgabewert ausgewählt wird, und ein diesem entsprechender
Wert in den Komparator 540 eingegeben wird.
Der Streuwinkel des Streustrahles ist größer, wenn die
Wellenlänge größer ist, und die Geschwindigkeit, mit der
der Laserstrahl abgelenkt wird, ist größer, wenn der Streuwinkel
größer ist. Je größer die Wellenlänge ist, um so
kleiner ist daher die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen
der Lichtdetektoren.
Der Komparator 540 ist so eingerichtet, daß er ein Ausgangssignal
liefert, wenn ein ihm zugeführter Eingangspegel
unter den Vergleichswert fällt, d. h., wenn die Zeitdifferenz
t zwischen den Lichtdetektorausgängen kleiner als tM ist.
Der Komparator 540 gibt dann ein Ausgangssignal ab, wenn
die Temperatur T des Halbleiterlasers gleich TU ist (Fig. 2),
solange die charakteristische Kurve durch die Linie 3-1
angegeben ist. Wenn die charakteristische Kurve durch 4-1
angegeben ist, dann gibt der Komparator 540 ein Ausgangssignal
ab, wenn die Temperatur T gleich T₀ ist, siehe Fig. 3
(I). Sofern die charakteristische Kurve durch 4-2 bestimmt
ist, gibt der Komparator 540 ein Ausgangssignal ab, wenn
die Temperatur T gleich T₂ ist, siehe Fig. 3 (II). In jedem
Falle ist die Temperatur des Halbleiterlasers 10, wenn der
Komparator 540 ein Ausgangssignal erzeugt, eine Temperatur
im Stufenabschnitt auf der Seite höherer Temperatur des
Sockelbereiches B. Durch Einstellen der Vorgabetemperatur
für die Temperaturregelung, die um
ΔT = 1/2 (TU - TL)
gegen die
Seite niedrigerer Temperatur von der Temperatur in dem Zeitpunkt
abweicht, in welchem der Komparator 540 ein Ausgangssignal
abgibt, kann die Temperatur des Halbleiterlasers
10 stets auf eine Temperatur dicht bei der Mitte des Sockelbereiches
B geregelt werden.
Es sei nun angenommen, daß die Temperatur zu dem Zeitpunkt,
zu welchem der Komparator 540 ein Ausgangssignal abgibt,
gleich TU ist. Wenn der Komparator 540 ein Ausgangssignal
abgibt, dann spricht die CPU 560 darauf an und erregt den
Zähler 580, damit dieser Taktsignale um einen Zählwert
abwärts zählt, der der Temperatur ΔT entspricht. Danach
setzt die DPU 560 den Zähler 580 still.
Der Vergleichspegel, der dem Komparator 460 zugeführt wird,
wird dann auf einen Wert entsprechend TU-ΔT = T₀ eingestellt.
Die Temperatur des Halbleiterlasers 10 wird anschließend
so geregelt, daß die Vorgabetemperatur T₀ erreicht
wird.
Wenn die Temperatur des Halbleiterlasers 10 zu dem Zeitpunkt,
zu welchem der Komparator 540 ein Ausgangssignal abgibt,
gleich T₀ oder T₂ ist, wird die Vorgabetemperatur für
die Temperaturregelung auf T₀-ΔT (Fig. 3 (I)) oder
T₂-ΔT (Fig. 3 (II)) eingestellt.
Die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung ändert
sich daher, wenn sich die charakteristische Kurve mit der
Zeit ändert, und die Wellenlänge des von dem Halbleiterlaser
abgegebenen Laserstrahl ändert sich ebenfalls mit der
Vorgabetemperatur. Da die Wellenlänge des abgegebenen Laserstrahls
sich wenig ändert, können optische Abtastzyklen
jederzeit stabil ausgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform zur Durchführung des Verfaherns nach
Anspruch 3 wird nachfolgend erläutert.
Diese Ausführungsform ist ebenfalls durch die Einrichtung
nach Fig. 1 verwirklicht.
Wenn bei dieser Ausführungsform ein Hauptabtastzyklus nicht
ausgeführt wird, d. h., wenn der Halbleiterlaser erregt ist,
der holographische Abtaster in Betrieb ist und ein optischer
Abtastzyklus (Hauptabtastzyklus) zur Aufzeichnung oder Auslesung
eines Bildes nicht ausgeführt wird, speziell zwischen
benachbarten Hauptabtastzyklen oder während einer Bereitschaftsperiode
vor dem Einleiten eines Hauptabtastzyklus,
wird die Strahlposition des abgelenkten Laserstrahls durch
einen Strahlpositionsdetektor detektiert, und die Zeitdifferenz
zwischen den Ausgangssignalen vom Strahlpositionsdetektor
und einem Lichtdetektor wird ermittelt.
Es sind geeignete Bereiche für die Strahlposition und
für die Zeitdifferenz vorgesehen.
Wenn wenigstens die Strahlposition oder die ermittelte Zeitdifferenz
einen Grenzwert des entsprechenden geeigneten
Bereiches überschreitet, dann wird die Vorgabetemperatur
für die Temperaturregelung um ein gewisses Maß gegenüber
der vorangehenden Temperatur verschoben und neu eingestellt,
und die Grenzwerte für die Strahlpositions- und Zeitdifferenzbereiche
werden entsprechend der so geänderten Vorgabetemperatur
neu vorgegeben.
Diese Ausführungsform mit Merkmalen nach der Erfindung wird nun im einzelnen
näher erläutert.
Der Strahlpositionsdetektor kann einen Halbleiterpositionsdetektor
üblicher Gestalt enthalten. Verschiedene solche
Halbleiterpositionsdetektoren sind bekannt. Beispielsweise
hat ein solcher Halbleiterpositionsdetektor eine einzige
Lichtaufnahmefläche 5-1, wie in Fig. 6 (I) dargestellt. Ein
weiterer Halbleiterpositionsdetektor hat zwei Lichtaufnahmeflächen
5-2 und 5-3, wie in Fig. 6 (II) dargestellt. Ein
wiederum anderer Halbleiterpositionsdetektor hat vier Lichtaufnahmeflächen
5-4, 5-5, 5-6 und 5-7, wie in Fig. 6 (III)
gezeigt. Die obigen verschiedenen Halbleiterpositionsdetektoren
können in geeigneter Weise als Strahlpositionsdetektor
nach der vorliegenden Ausführungsform verwendet
werden. In der nachfolgenden Beschreibung mit der einzigen
Lichtaufnahmefläche 5-1 nach Fig. 6 (I) verwendet.
Wie aus Fig. 7 erkennbar, bildet der abgelenkte Laserstrahl,
der von der Lichtempfangsfläche 5-1 ermittelt wird, einen
Laserstrahlpunkt SP. Der Punkt SP hat eine Intensität I mit
einer glockenförmigen Verteilung, wie auf der linken Seite
von Fig. 7 dargestellt. Wenn der Lichtpunkt SP die Lichtaufnahmefläche
5-1 in Richtung des Pfeiles X überquert, dann
erzeugt der Strahlpositionsdetektor ein Ausgangssignal, das
sich in Abhängigkeit von der Position ändert, in welcher
die Mitte des Lichtpunktes SP die Y-Achse überquert. Die
Position auf der Y-Achse, in welcher der Lichtpunkt SP die
Y-Achse überquert, kann aus dem Ausgangssignal des Strahlpositionsdetektors
ermittelt werden.
Es sei zum Zwecke der detaillierten Beschreibung dieser Ausführungsform
angenommen, daß die charakteristische
Kurve des Halbleiterlasers im unermüdeten Zustand
desselben den Verlauf 3-1 (Fig. 2 und 3) hat und daß die
anfängliche Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
gleich T₀ ist (zu diesem Zeitpunkt ist die Wellenlänge des
abgegebenen Laserstrahls gleich λ₀). Die Temperatur des
Halbleiterlasers wird über die Temperaturregelung des
Halters so geregelt, daß sie dicht bei der Temperatur T₀
ist.
Es sei weiterhin angenommen, daß, wenn sich die charakteristische
Kurve mit der Zeit auf den Verlauf 4-1 in Fig. 3
(I) während der Temperaturregelung ändert, die Strahlposition
über eine Position Y₁ in Fig. 7 verschoben wird,
und wenn die charakteristische Kurve sich mit der Zeit auf
den Verlauf 4-2 in Fig. 3 (II) während der Temperaturregelung
ändert, die Strahlposition unter eine Position Y₂
in Fig. 7 verschoben wird.
Das Intervall zwischen den Positionen Y₁ und Y₂ ist als ein
geeigneter Bereich mit Y₁ und Y₂ als Grenzwerten definiert.
Die charakteristische Kurve kann als der Verlauf 4-1 oder
4-2 identifiziert werden, indem man ermittelt, ob die
Strahlposition den Grenzwert Y₁ oder Y₂ überschritten hat.
Wenn die charakteristische Kurve auf den Verlauf 4-1 oder
4-2 verschoben worden ist, dann ist die Wellenlänge des
abgegebenen Laserstrahls sehr stark vom Anfangswert λ₀ auf
(λ₂-λU) oder (λL-λ₁) verschoben, selbst wenn die Temperatur
des Halbleiterlasers auf T₀ geregelt ist. Es kann
dann keine korrekte optische Abtastung ausgeführt werden.
Wenn dies geschieht, wird die Vorgabetemperatur für die
Temperaturregelung von T₀ gegen einen niedrigeren oder
höheren Temperaturwert um eine gegebene Temperatur ΔT =
1/2 (TU-TL) verschoben, je nachdem, ob die charakteristische
Kurve 4-1 oder 4-2 ist. Durch diese Neueinstellung der Vorgabetemperatur
auf T₁₀ oder T₂₀ wird die Wellenlänge des
Laserstrahls auf λ₁₀ oder λ₂₀ dicht beim Anfangswert
λ₀ stabilisiert, und eine vorschriftsmäßige optische
Abtastung ist wieder möglich. Um eine solche Temperaturregelung
zu wiederholen, werden die Grenzwerte des geeigneten
Bereiches gemäß der neuen Vorgabetemperatur neu eingestellt,
so daß die Stufenbereiche an den Enden des verwendeten
Sockelbereiches auf der charakteristischen Kurve mit
der neuen Vorgabetemperatur T₁₀ oder T₂₀ ermittelt werden
können.
Wenn sich die Wellenlänge des von dem Halbleiterlaser
abgegebenen Laserstrahls ändert, dann ändert sich auch der
Streuwinkel des Laserstrahls und daher auch die Ablenkgeschwindigkeit
des Laserstrahls. Wenn der abgelenkte Laserstrahl
nacheinander von dem Strahlpositionsdetektor und dem
Lichtdetektor detektiert wird und die Zeitdifferenz τ zwischen
den Ausgangssignalen des Strahlpositionsdetektors und
des Lichtdetektors ermittelt wird, dann ändert sich auch
diese Zeitdifferenz τ mit der Wellenlänge des Laserstrahls.
Es kann daher für die Differenz τ ein geeigneter Bereich
ebenfalls eingerichtet werden. Genauer gesagt, unter der Annahme,
daß die Zeitdifferenz bei der Wellenlänge λ₀ gleich
τ₀ ist und die charakteristische Kurve bei der Temperatur
T₀ durch den Verlauf 4-1 angegeben wird, dann wird die Zeitdifferenz
τ auf eine Größe unter den Grenzwert τ₁ des geeigneten
Bereiches vermindert, und wenn die charakteristische
Kurve durch den Verlauf 4-2 bei der Temperatur T₀
angegeben wird, dann steigt die Zeitdifferenz τ über den
Grenzwert τ₂ des geeigneten Bereiches an. Die charakteristische
Kurve kann dann in der Weise identifiziert werden,
indem man ermittelt, ob die Zeitdifferenz τ den unteren
oder oberen Grenzwert τ₁ bzw. τ₂ überschritten hat. Die
Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung kann daher von
T₀ auf T₀+ΔT oder T₀-ΔT eingestellt werden. Mit einer
solchen Anordnung kann die obige Regelung wiederholt werden,
indem die Grenzwerte τ₁ und τ₂ des geeigneten Bereiches
der Zeitdifferenz τ auf neue Werte eingestellt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die zeitabhängige Änderung
der charakteristischen Kurve gleichzeitig durch zwei Parameter
ermittelt, nämlich durch die Strahlposition und die
Zeitdifferenz, und die Vorgabetemperatur und die Grenzwerte
für die geeigneten Bereiche der Parameter werden neu eingestellt,
wenn wenigstens einer der Parameter einen Grenzwert
seines geeigneten Bereiches überschreitet.
Die Ausführungsform wird nachfolgend noch genauer erläutert.
In Übereinstimmung mit der Beschreibung der vorangehenden
Ausführungsform sei angenommen, daß die charakteristische
Kurve des nicht ermüdeten Halbleiterlasers durch den Verlauf
3-1 (Fig. 2 und 3) angegeben ist und daß die Vorgabetemperatur
für die Temperaturregelung zu Anfang gleich T₀ und die
Wellenlänge des Laserstrahles zu diesem Zeitpunkt gleich λ₀
ist.
Der Strahlpositionsdetektor 34 hat eine einzige Lichtaufnahmefläche,
wobei die Strahlposition
mit Y angegeben ist. Die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen
des Strahlpositionsdetektors 34 und Lichtdetektors
36 ist mit T angegeben. Die Grenzwerte der Anfangsbereiche
für die Strahlposition Y und die Zeitdifferenz
τ sind mit Y₁, Y₂ bzw. τ₁, τ₂ angegeben. Die Grenzwerte
Y₁ und τ₁ sind jene, die gelten, wenn der Laserstrahl eine
Wellenlänge von
λ₀ + (λ₂ - λU)
hat, während die Grenzwerte
Y₂ und τ₂ jene sind, die gelten, wenn der Laserstrahl eine
Wellenlänge von
λ₀ + (λL - λ₁)
hat. Es sei auch angenommen,
daß ΔT = 1/2 (TU-TL) ist.
Die Temperaturregelung in einem Hauptabtastzyklus wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf Fig. 8 (I) erläutert. Die Vorgabetemperatur
wird elektrisch in einen Komparator 4800
durch einen Mikrocomputer 4600 eingegeben. Die Temperatur
des Halters 40 wird durch den Thermistor 42 ermittelt und
mittels des Komparators 4800 mit der Vorgabetemperatur verglichen.
Der Komparator 4800 erzeugt ein Ausgangssignal,
das ein Maß für die Differenz zwischen der Temperatur des
Halters 40 und der Vorgabetemperatur ist. Das Ausgangssignal
vom Komparator 4800 wird einem Steuerkreis 5000 und
dem Mikrocomputer 4600 zugeführt.
In Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Komparators 4800
steuert der Steuerkreis 5000 das Peltier-Element 44, um den
Halter 40 so zu erwärmen oder abzukühlen, daß dessen Temperatur
sich der Vorgabetemperatur annähert.
Die Temperaturregelung nach der vorliegenden Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 (II) erläutert.
Wenn der Temperaturregelvorgang zum Zeitpunkt aufgenommen
wird, zu welchem kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
werden die Ausgangssignale vom Strahlpositionsdetektor 34
und vom Lichtdetektor 36 dem Mikrocomputer 4600 zugeführt.
Der Mikrocomputer 4600 verarbeitet dann die zugeführten Signale,
um die Strahlposition Y und Zeitdifferenz τ zu ermitteln.
Zu diesem Zeitpunkt ist eine Vorgabetemperatur TA in den
Komparator 4800 eingegeben, die identisch der Temperatur T₀
ist. Zunächst wird der Betrieb beschrieben, bei welchem
TA = T₀ ist.
Die ermittelten Werte Y und τ werden mit den Grenzwerten
Y₁, Y₂ bzw. τ₁, τ₂ der geeigneten Bereiche verglichen.
Wenn Y₁<Y<Y₂ und τ₂<τ<τ₁ sind, dann ist die Wellenlänge
des Laserstrahles nahe τ₀ und die Vorgabetemperatur
braucht nicht geändert zu werden. Die Vorgabetemperatur TA
und die Grenzwerte τ₁, τ₂, Y₁, Y₂ bleiben unverändert, und
der Regelvorgang wird abgeschlossen.
Wenn jedoch τ<τ₁ und/oder Y<Y₁, dann ist die charakteristische
Kurve auf den Verlauf 4-1 in Fig. 3 (I) verschoben.
Die Vorgabetemperatur TA wird dann um ΔT gegen
die niedrigere Temperatur verschoben und neu eingestellt,
und die Grenzwerte τ₁, τ₂, Y₁, Y₂ werden dementsprechend
auf τ₁₀, τ₂₀, Y₁₀, Y₂₀ verändert. Als Folge davon wird
die Vorgabetemperatur TA gleich T₁₀, wie in Fig. 3 (I) gezeigt.
Die Grenzwerte τ₁₀, Y₁₀ werden auf Werte gesetzt,
die gelten, wenn der Laserstrahl eine Wellenlänge von
λ₁₀ + (λ₂ - λU)
hat, und die Grenzwerte τ₂₀, Y₂₀ werden
auf Werte gesetzt, die gelten, wenn der Laserstrahl eine
Wellenlänge von
λ₁₀ - (λL - λ₁)
hat.
Die Temperatur des Halters 40 wird nun mit der neuen Vorgabetemperatur
T₁₀ geregelt. Der Mikrocomputer 4600 ermittelt
mit Hilfe des Ausgangssignals vom Komparator 4800,
ob die Temperatur des Halters 40 sich der Vorgabetemperatur
T₁₀ ausreichend angenähert hat. Wenn die Haltertemperatur
nahe genug an der Vorgabetemperatur T₁₀ ist, dann werden die
Strahlposition Y und die Zeitdifferenz τ erneut ermittelt.
Wenn die Temperaturregelung richtig ausgeführt wird, dann
liegen die ermittelten Werte Y und τ in den Bereichen:
Y₁<Y<Y₂ und τ₂<τ<τ₁ in bezug auf die neu vorgegebenen
Grenzwerte τ₁, τ₂, Y₁, Y₂. Der Regelvorgang wird dann zu
Ende gebracht und die Vorgabetemperatur TA und die Grenzwerte
τ₁, τ₂ sowie Y₁, Y₂ bleiben fest, bis ein nächster
Regelvorgang ausgeführt wird.
Wenn τ<τ₂ oder Y<Y₂, dann ist die charakteristische Kurve
auf den Verlauf 4-2 verschoben, wie in Fig. 3 (II) gezeigt.
Die Vorgabetemperatur TA wird dann um ΔT gegen eine höhere
Temperatur verschoben und auf T₂₀ neu eingestellt, und die
Grenzwerte τ₁, τ₂ und Y₁, Y₂ werden auf τ₃₀, τ₄₀ bzw.
Y₃₀, Y₄₀ geändert. Die Grenzwerte τ₃₀ und Y₃₀ sind auf
solche Werte gesetzt, die gelten, wenn ein Laserstrahl die
Wellenlänge λ₂₀+(λ₂-λU) hat, und die Grenzwerte τ₄₀,
Y₄₀ werden auf Werte gesetzt, die gelten, wenn ein Laserstrahl
eine Wellenlänge von λ₂₀-(λL-λ₁) hat. Der nachfolgende
Vorgang ist der gleiche, wie oben beschrieben. Da
eine Änderung in der charakteristischen Kurve durch die
zwei Parameter in der oben beschriebenen Weise ermittelt
werden kann, ist ein fehlerhafter Betrieb vermeidbar.
Eine vierte Ausführungsform zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 4 wird nun erläutert.
Wenn bei dieser Ausführungsform ein Hauptabtastzyklus nicht
ausgeführt wird, d. h., wenn der Halbleiterlaser erregt ist,
der holographische Abtaster in Betrieb ist und ein optischer
Abtastzyklus (Hauptabtastzyklus) zur Aufzeichnung oder Auslesung
eines Bildes nicht ausgeführt wird, dann wird die
Temperatur des Halbleiterlasers nicht verändert und gleichzeitig
wird die Strahlposition des abgelenkten Laserstrahls
mittels des Strahlpositionsdetektors ermittelt und zugleich
wird die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen vom
Strahlpositionsdetektor und vom Lichtdetektor festgestellt.
Es sind entsprechende Grenzwerte für die Strahlposition und
die Zeitdifferenz eingestellt. Die Haltertemperatur wird,
wenn wenigstens einer der ermittelten Werte für die Strahlposition
und die Zeitdifferenz einen der zugehörigen Grenzwerte
übersteigt, ermittelt, und eine Temperatur, die um
eine gewisse Temperatur von der Haltertemperatur abweicht,
wird als Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung eingestellt.
Der Strahlpositionsdetektor kann einen Halbleiterpositionsdetektor
üblicher Bauart enthalten. Verschiedene solcher
Halbleiterpositionsdetektoren sind bekannt.
Beispielsweise hat ein solcher Halbleiterpositionsdetektor
eine einzige Lichtaufnahmefläche 5-1, wie in Fig. 6 (I)
gezeigt. Ein anderer Halbleiterpositionsdetektor hat zwei
Lichtaufnahmeflächen 5-2 und 5-3, wie in Fig. 6 (II) gezeigt.
Ein noch weiterer Halbleiterpositionsdetektor hat vier
Lichtaufnahmeflächen 5-4, 5-5, 5-6 und 5-7, wie in Fig. 6
(III) gezeigt. Die obigen verschiedenen Halbleiterpositionsdetektoren
können in geeigneter Weise als Strahlpositionsdetektor
verwendet werden.
In der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, daß der
Halbleiterpositionsdetektor eine einzige Lichtaufnahmefläche
5-1 hat, wie in Fig. 6 (I) gezeigt ist.
Wie Fig. 7 zeigt, bildet der abgelenkte Laserstrahl, der
von der Lichtaufnahmefläche 5-1 ermittelt wird, einen Laserstrahlpunkt
SP. Der Punkt SP hat eine Intensität I, die
eine glockenförmige Verteilung hat, wie auf der linken
Seite von Fig. 7 gezeigt. Wenn der Lichtpunkt SP die Lichtaufnahmefläche
5-1 in Richtung des Pfeiles X überquert,
dann erzeugt der Strahlpositionsdetektor ein Ausgangssignal,
das sich in Abhängigkeit von der Position ändert, in welcher
die Mitte des Lichtpunkts SP die Y-Achse überquert. Die
Position auf der Y-Achse, in welcher der Lichtpunkt SP die
Y-Achse überquert, kann aus dem Ausgangssignal vom Strahlpositionsdetektor
ermittelt werden.
Wenn, wie oben beschrieben, die Wellenlänge des von dem
Halbleiterlaser abgegebenen Laserstrahles sich ändert, dann
ändert sich auch der Streuwinkel des Laserstrahles. Wenn
sich dieser Winkel ändert, dann ändert sich die Position
des abgelenkten Laserstrahls in einer Richtung, die der
Hilfsabtastrichtung entspricht.
Durch Ausrichten der Y-Richtung der Lichtaufnahmefläche 5-1
des Strahlpositionsdetektors in die Hilfsabtastrichtung,
kann eine Änderung der Wellenlänge des vom Halbleiterlaser
abgegebene Laserstrahls aus dem Ausgangssignal des Strahlpositionsdetektors
ermittelt werden.
Es sei zum Zwecke der nachfolgenden Beschreibung dieser Ausführungsform
angenommen, daß die charakteristische
Kurve des Halbleiterlasers im nicht ermüdeten
Zustand desselben durch den Verlauf 3-1 (Fig. 2 und 3)
dargestellt wird, und daß die Wellenlänge des vom Halbleiterlaser
abgegebenen Laserstrahls bei der Temperatur T₀
gleich λ₀ auf der charakteristischen Kurve 3-1 ist.
Eine Wellenlänge von
λ₀ + (λ₂ - λU)
wird nun als Beispiel
betrachtet. Die Strahlposition zum Zeitpunkt der optischen
Abtastung des Laserstrahls mit der Wellenlänge λ₀
ist auf den Punkt 0 auf der Y-Achse in Fig. 7 ausgerichtet.
Es sei angenommen, daß die Strahlposition zum Zeitpunkt der
optischen Abtastung des Laserstrahls der Wellenlänge
λ₀ + (λ₂ - λU)
durch Y₁ in Fig. 7 angegeben wird, und
wenn die Wellenlänge größer wird, die Strahlposition in
Fig. 7 nach oben verschoben wird, bis ihre Y-Koordinate
größer als Y₁ wird.
Wenn ein Hauptabtastzyklus nicht ausgeführt wird, z. B.
zwischen aufeinanderfolgenden Hauptabtastzyklen oder während
einer Bereitschaftsperiode vor dem Beginn eines Hauptabtastzyklus,
wird die Temperatur des Halters allmählich von
der Anfangstemperatur T₀ (<TL] mit einer solchen Geschwindigkeit
erhöht, daß die ansteigende Temperatur des Halbleiterlasers
dem Temperaturanstieg des Halters zuverlässig
folgen kann. Die Temperatur kann kontinuierlich oder in
kleinen Schritten von beispielsweise 0,1°C in einem stufenförmigen
Muster erhöht werden.
Wenn die Temperatur ansteigt, dann wird die Wellenlänge des
vom Halbleiterlaser abgegebenen Laserstrahls zunehmend
länger. Die Strahlposition Y wird ebenfalls zunehmend angehoben,
bis sie den Grenzwert Y₁ übersteigt. Wenn die Strahlposition
Y den Grenzwert Y₁ übersteigt, dann ist die Temperatur
des Halbleiterlasers TU für die charakteristische
Kurve 3-1, T₀ für die charakteristische Kurve 4-1 und T₂
für die charakteristische Kurve 4-2. Auf jeder charakteristischen
Kurve entspricht die Temperatur des Halbleiterlasers
einer Temperatur im Stufenbereich auf der Seite
höherer Temperatur des Sockelbereiches B. Es sei bezüglich
Fig. 2 angenommen, daß die Sockelbereiche A, B, C auf der
charakteristischen Kurve 3-1 so bleiben, wenn sich die
charakteristische Kurve mit der Zeit verändert.
Die Strahlposition Y₁ dient als ein Kennzeichen für die
Ermittlung des Stufenbereiches auf der Seite höherer Temperatur
des Sockelbereiches B. Das Kennzeichen zur Ermittlung
eines gewünschten Stufenbereiches eines gewissen Sockelbereiches
wird ein Grenzwert genannt. Das Kennzeichen Y₁
ist ein Beispiel eines solchen Grenzwertes für eine Strahlposition.
Die Temperatur beim Überschreiten des Grenzwertes Y₁ der
Strahlposition Y ist mit TB angegeben. Die Temperatur TB
entspricht einer Temperatur am Stufenbereich auf der Seite
höherer Temperatur des Sockelbereiches B. Durch Einstellen
von TB-ΔT als Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung,
die von der Temperatur TB gegen die Seite niedrigerer Temperatur
um ΔT = 1/2 (TU-TL) abweicht, kann die Temperatur
des Halbleiterlasers gegenüber der Mitte des Sockelbereiches
B geregelt werden, ohne Rücksicht darauf, wie sich die
charakteristische Kurve mit der Zeit verändert, so daß die
Wellenlänge des Laserstrahls in der Nähe von λ₀ stabilisiert
werden kann. Die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
ist T₀ für die charakteristische Kurve 3-1, T₁₀
für die charakteristische Kurve 4-1 und T₂₀ für die charakteristische
Kurve 4-2, und die Wellenlängen an diesen Vorgabetemperaturen
sind λ₀, λ₁₀ bzw. λ₂₀. Die Gestalt der
charakteristischen Kurve kann über der Zeit gesehen als im
wesentlichen unverändert gelten.
Wenn die Wellenlänge des vom Halbleiterlaser abgegebenen
Laserstrahls sich ändert, dann ändert sich auch der Streuwinkel
des Laserstrahls. Als Folge davon wird die Ablenkgeschwindigkeit
des Laserstrahls ebenfalls verändert. Der
abgelenkte Laserstrahl wird aufeinanderfolgend durch den
Strahlpositionsdetektor und den Lichtdetektor detektiert,
und die Zeitdifferenz zwischen den Ausgangssignalen dieser
beiden Detektoren ändert sich ebenfalls, wenn sich die
Wellenlänge des abgegebenen Laserstrahls ändert.
Dies bedeutet, daß die Grenzwerte für die Zeitdifferenz
τ eingerichtet werden können. Wenn die Zeitdifferenz τ bei
einer Wellenlänge des Laserstrahls von
λ₀ + (λ₂ - λU)
mit
τ₁ bezeichnet wird, dann dient diese Zeitdifferenz τ₁,
wie der Grenzwert Y₁, als Kennzeichen für die Ermittlung
des Stufenbereiches auf der Hochtemperaturseite des Sockelabschnitts
B. Das Kennzeichen τ₁ ist ein Beispiel für
einen Grenzwert. Wenn die Laserstrahlenwellenlänge größer
wird, dann wird der Streuwinkel des Laserstrahls größer und
mit ihm die Ablenkgeschwindigkeit des Laserstrahls. Wenn
daher die Wellenlänge größer als
λ₀ + (λ₂ - λU)
ist, dann
ist die Zeitdifferenz τ kleiner als τ₁. Die Temperatur,
bei der τ<τ₁ ist, wird daher durch TB angegeben, und es
ist notwendig, die Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung
auf TB-ΔT einzustellen, wenn die Bedingung
τ<τ₁ ermittelt wird.
Das Ausführungsbeispiel wird weiter unten im Detail erläutert.
In Übereinstimmung mit der obigen Beschreibung sei
angenommen, daß die charakteristische Kurve des Halbleiterlasers
der Verlauf 3-1 ist, der Grenzwert für die Strahlposition
Y, die von dem Strahlpositionsdetektor 34 ermittelt
wird, gleich Y₁ ist (entsprechend der Strahlposition, wenn
der Laserstrahl die Wellenlänge
λ₀ + (λ₂ - λU)
hat), und
der Grenzwert für die Zeitdifferenz τ zwischen den Ausgangssignalen
von Strahlpositionsdetektor 34 und Lichtdetektor
36 gleich τ₁ ist (entsprechend der Zeitdifferenz, wenn der
Laserstrahl die Wellenlänge
λ₀ + (λ₂ - λU)
hat). Es sei
weiterhin angenommen, daß
ΔT = 1/2 (λU - λL).
Die vorliegende Erfindung wird durch die Schaltkreisanordnung
und die Ablauffolge ausgeführt, die in den Fig. 8 (I)
und 9 dargestellt sind.
Wenn ein Temperaturregelvorgang zum Zeitpunkt eingeleitet
wird, zu welchem kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
stellt der Mikrocomputer 4600 die Vorgabetemperatur im Komparator
4800 auf die Anfangstemperatur T₀ ein. Wenn die
Temperatur des Halters 40 und daher die Temperatur des Halbleiterlasers
40 auf T₀ geregelt werden, dann verarbeitet
der Mikrocomputer 4600 die ihm durch den Strahlpositionsdetektor
34 und den Lichtdetektor 36 geführten Signale, um
die Strahlposition Y und die Zeitdifferenz τ zu bestimmen.
Die Strahlposition Y und die Zeitdifferenz τ werden mit den
Grenzwerten Y₁ bzw. τ₁ verglichen. Wenn Y<Y₁ und τ<τ₁,
dann erhöht der Mikrocomputer 4600 die Vorgabetemperatur um
einen kleinen Temperaturwert dT von beispielsweise 0,1°C.
Wenn die Temperatur des Halters um den erwähnten kleinen
Temperaturwert gesteigert ist, dann werden die Strahlposition
Y und die Zeitdifferenz τ erneut ermittelt und mit den
Grenzwerten Y₁ bzw. τ₁ verglichen. Wenn Y<Y₁ und τ<τ₁,
dann wird die Vorgabetemperatur erneut um dT erhöht. Der
obige Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine der Bedingungen
Y<Y₁ und τ<τ₁ erreicht ist, woraufhin eine
Temperatur, die um ΔT niedriger als die Vorgabetemperatur T
zu diesem Zeitpunkt ist, in den Komparator 4800 eingegeben
wird. Die Temperaturregelung wird dann beendet. Da
die zeitabhängige Änderung der charakteristischen Kurve
durch die zwei Parameter, d. h. durch die Strahlposition und
die Zeitdifferenz ermittelt werden, kann auch bei dieser
Ausführungsform ein fehlerhafter Betrieb verhindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben,
ein neues Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
in einer optischen Abtasteinrichtung angegeben.
Da die zeitabhängige Änderung der charakteristischen Kurve
des Halbleiterlasers in Betracht gezogen wird, kann das erläuterte Verfahren
die Wellenlänge des Laserstrahls
für eine lange Zeitdauer stabilisieren und kann einen guten
optischen Abtastbetrieb für eine verlängerte Zeitdauer
sicherstellen.
Das erläuterte Temperaturregelungsverfahren ist im
hohen Maße für die Temperaturregelung eines Halbleiterlasers
nützlich, der als Lichtquelle für einen holographischen
Abtaster verwendet wird. Eine optische Abtasteinrichtung,
bei der die vorliegende Erfindung angewendet wird, kann als
bedeutsames Element in einem Bildaufzeichnungsgerät oder
einem Dokumentenleser dienen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
(10) in einer optischen Abtasteinrichtung, in welcher
ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser (10) abgegeben
wird, von einem holographischen Abtaster abgelenkt wird,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahles nacheinander mit Hilfe von zwei Lichtdetektoren (34, 36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind, jedesmal, wenn der Laserstrahl abgelenkt wird,
Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren (34, 36) und
Verschieben der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung um ein vorgegebenes Temperaturintervall und Neueinstellen der Vorgabetemperatur, wenn die ermittelte Zeitdifferenz außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahles nacheinander mit Hilfe von zwei Lichtdetektoren (34, 36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind, jedesmal, wenn der Laserstrahl abgelenkt wird,
Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren (34, 36) und
Verschieben der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung um ein vorgegebenes Temperaturintervall und Neueinstellen der Vorgabetemperatur, wenn die ermittelte Zeitdifferenz außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
2. Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
(10) in einer optischen Abtasteinrichtung, in welcher
ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser (10) abgegeben
wird, von einem holographischen Abtaster abgelenkt
wird, gekennzeichnet, durch folgende
Schritte:
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier-Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahles nacheinander mittels zweier Lichtdetektoren (34, 36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind, wenn der Laserstrahl abgelenkt wird,
Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren (34, 36), während die Temperatur des Halters (40) verändert und kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorgegebenen Wert überschreitet, und
Einstellen der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung auf eine Temperatur, die um ein vorgegebenes Temperaturintervall von der ermittelten Temperatur des Halters (40) abweicht.
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier-Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahles nacheinander mittels zweier Lichtdetektoren (34, 36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind, wenn der Laserstrahl abgelenkt wird,
Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen der beiden Lichtdetektoren (34, 36), während die Temperatur des Halters (40) verändert und kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), wenn die ermittelte Zeitdifferenz einen vorgegebenen Wert überschreitet, und
Einstellen der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung auf eine Temperatur, die um ein vorgegebenes Temperaturintervall von der ermittelten Temperatur des Halters (40) abweicht.
3. Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
(10) in einer optischen Abtasteinrichtung, in welcher
ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser (10) abgegeben
wird, von einem holographischen Abtaster abgelenkt
wird, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahls nacheinander mittels eines Strahlpositionsdetektors (34) und eines Lichtdetektors (36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind,
Ermitteln der Position des abgelenkten Laserstrahls mit Hilfe des genannten Strahlpositionsdetektores (34) und Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen vom Strahlpositionsdetektor (34) und vom Lichtdetektor (36), wenn kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Verschieben der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung, um ein vorgegebenes Temperaturintervall und Neueinstellen der Vorgabetemperatur, wenn wenigstens einer der ermittelten Werte für die Strahlposition und die Zeitdifferenz einen Grenzwert eines geeigneten Bereiches überschreitet, der für die Strahlposition bzw. die Zeitdifferenz vorgegeben ist, und
Neueinstellen der Grenzwerte der geeigneten Bereiche entsprechend der Vorgabetemperatur, die neu eingestellt worden ist.
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahls nacheinander mittels eines Strahlpositionsdetektors (34) und eines Lichtdetektors (36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind,
Ermitteln der Position des abgelenkten Laserstrahls mit Hilfe des genannten Strahlpositionsdetektores (34) und Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen vom Strahlpositionsdetektor (34) und vom Lichtdetektor (36), wenn kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Verschieben der Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung, um ein vorgegebenes Temperaturintervall und Neueinstellen der Vorgabetemperatur, wenn wenigstens einer der ermittelten Werte für die Strahlposition und die Zeitdifferenz einen Grenzwert eines geeigneten Bereiches überschreitet, der für die Strahlposition bzw. die Zeitdifferenz vorgegeben ist, und
Neueinstellen der Grenzwerte der geeigneten Bereiche entsprechend der Vorgabetemperatur, die neu eingestellt worden ist.
4. Verfahren zum Regeln der Temperatur eines Halbleiterlasers
(10) in einer optischen Abtasteinrichtung, in welcher
ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiterlaser (10) abgegeben
wird, von einem holographischen Abtaster abgelenkt
wird, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahls nacheinander mittels eines Strahlpositionsdetektors (34) und eines Lichtdetektors (36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind,
Ermitteln der Position des abgelenkten Laserstrahls mittels des Strahlpositionsdetektors (34) und Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen vom Strahlpositionsdetektor (34) und vom Lichtdetektor (36), während die Temperatur des Halters (40) verändert und kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), wenn wenigstens einer der ermittelten Werte für die Strahlposition und die Zeitdifferenz einen Grenzwert eines geeigneten Bereiches überschreitet, der für die Strahlposition bzw. die Zeitdifferenz vorgegeben ist, und
Einstellen der Temperatur als Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung, die um ein vorgegebenes Temperaturintervall von der ermittelten Temperatur des Halters (40) abweicht.
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), der den Halbleiterlaser (10) trägt, mittels eines Temperatursensors (42),
Erwärmen oder Kühlen des Halters (40) mittels eines Peltier- Elements (44) in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Temperatursensors (42), um die Temperatur des Halters (40) in die Nähe einer Vorgabetemperatur zu regeln und dadurch indirekt die Temperatur des Halbleiterlasers (10) zu regeln,
Detektieren des abgelenkten Laserstrahls nacheinander mittels eines Strahlpositionsdetektors (34) und eines Lichtdetektors (36), die außerhalb eines Abtastbereiches des abgelenkten Laserstrahls angeordnet sind,
Ermitteln der Position des abgelenkten Laserstrahls mittels des Strahlpositionsdetektors (34) und Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen Ausgangssignalen vom Strahlpositionsdetektor (34) und vom Lichtdetektor (36), während die Temperatur des Halters (40) verändert und kein Hauptabtastzyklus ausgeführt wird,
Ermitteln der Temperatur des Halters (40), wenn wenigstens einer der ermittelten Werte für die Strahlposition und die Zeitdifferenz einen Grenzwert eines geeigneten Bereiches überschreitet, der für die Strahlposition bzw. die Zeitdifferenz vorgegeben ist, und
Einstellen der Temperatur als Vorgabetemperatur für die Temperaturregelung, die um ein vorgegebenes Temperaturintervall von der ermittelten Temperatur des Halters (40) abweicht.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3590327C2 true DE3590327C2 (de) | 1992-02-13 |
Family
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Family Applications (2)
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---|---|---|---|
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Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4834477A (de) |
DE (2) | DE3590327T1 (de) |
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BG47632A1 (en) * | 1987-11-30 | 1990-08-15 | Univ Sofijski | Method and device for determining moment of switching of system for active thermostabilizing of resonator lenght in frequency stabilized lasers |
DE4032871A1 (de) * | 1990-10-17 | 1992-04-23 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur abtastung optischer aufzeichnungstraeger |
JP3407893B2 (ja) * | 1991-05-27 | 2003-05-19 | パイオニア株式会社 | 半導体レーザ制御装置 |
US5671077A (en) * | 1992-05-18 | 1997-09-23 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-beam light source device and optical scanning apparatus using the multi-beam source device |
JP2908657B2 (ja) * | 1992-05-18 | 1999-06-21 | 株式会社リコー | 半導体レーザアレイ記録装置 |
DE4430236A1 (de) * | 1993-08-25 | 1995-03-02 | Asahi Optical Co Ltd | Optischer Abtaster |
US5737674A (en) * | 1995-11-20 | 1998-04-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Vapor control system for and a liquid electrographic system |
US5936717A (en) * | 1997-05-06 | 1999-08-10 | Agfa Corporation | Thermal compensation focus adjustment |
JP4124845B2 (ja) | 1997-10-24 | 2008-07-23 | 日本オプネクスト株式会社 | 光波長安定制御装置 |
KR100306750B1 (ko) * | 1999-07-31 | 2001-09-29 | 윤종용 | 레이저 스케닝 장치 |
JP2001244554A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ駆動装置、半導体レーザ駆動方法及び画像形成装置 |
US6686586B2 (en) * | 2001-03-23 | 2004-02-03 | Metrologic Instruments, Inc. | Diffractive-based laser scanning system employing microcontroller programmed for mode-switching correction in response to binary mode switching signal generation |
US7103284B2 (en) * | 2001-09-28 | 2006-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-emitting module |
JP5882612B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2016-03-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
EP3230798A1 (de) * | 2015-04-01 | 2017-10-18 | Hewlett-Packard Indigo B.V. | Temperaturregelung für einen bilderzeugungslaser |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4338577A (en) * | 1976-08-20 | 1982-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser apparatus |
US4348080A (en) * | 1978-10-25 | 1982-09-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus and method |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4205350A (en) * | 1977-03-10 | 1980-05-27 | Xerox Corporation | Reproduction scanning system having intermediate storage between input and output scanning stations |
JPS5639517A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-15 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Position detecting method in optical scanning |
JPS5886514A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
JPS58175881A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザの発振波長安定化装置 |
US4505537A (en) * | 1982-06-24 | 1985-03-19 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning apparatus |
US4485475A (en) * | 1983-05-27 | 1984-11-27 | The Mitre Corporation | Optical source peak wavelength control using a wavelength feedback network |
US4513422A (en) * | 1983-06-14 | 1985-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | CO2 Laser stabilization and switching |
-
1985
- 1985-07-04 US US06/843,698 patent/US4834477A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-07-04 DE DE19853590327 patent/DE3590327T1/de active Pending
- 1985-07-04 DE DE19853590327 patent/DE3590327C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-07-04 WO PCT/JP1985/000375 patent/WO1986000719A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4338577A (en) * | 1976-08-20 | 1982-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser apparatus |
US4348080A (en) * | 1978-10-25 | 1982-09-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4834477A (en) | 1989-05-30 |
WO1986000719A1 (en) | 1986-01-30 |
DE3590327T1 (de) | 1986-06-26 |
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