JPH0333634A - レーザ素子劣化検出回路 - Google Patents
レーザ素子劣化検出回路Info
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- JPH0333634A JPH0333634A JP16703489A JP16703489A JPH0333634A JP H0333634 A JPH0333634 A JP H0333634A JP 16703489 A JP16703489 A JP 16703489A JP 16703489 A JP16703489 A JP 16703489A JP H0333634 A JPH0333634 A JP H0333634A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 16
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 12
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- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はレーザ素子の劣化を検出するレーザ素子劣化検
出回路に関し、例えば、自動光量制if[fl (以下
r A P CJ ; Auto Power Con
trolと称す)を行なっている半導体レーザ素子の劣
化を検出するレーザ素子劣化検出回路に関するものであ
る。
出回路に関し、例えば、自動光量制if[fl (以下
r A P CJ ; Auto Power Con
trolと称す)を行なっている半導体レーザ素子の劣
化を検出するレーザ素子劣化検出回路に関するものであ
る。
[従来の技術]
近時、光デイスク装置や、バーコードを用いた売価管理
処理等で多く利用される様になってきたPO3等の普及
により、レーザ利用分野が急激に拡大してきている。
処理等で多く利用される様になってきたPO3等の普及
により、レーザ利用分野が急激に拡大してきている。
この理由として、ヘリウムイオンガスレーザ等の従来の
レーザ素子に変わり、高信頼性、かつ廉価な半導体レー
ザ素子(以降LDと呼ぶ)の性能改善が進んだことが大
きな要因となっている。
レーザ素子に変わり、高信頼性、かつ廉価な半導体レー
ザ素子(以降LDと呼ぶ)の性能改善が進んだことが大
きな要因となっている。
つまりLDの小型、安価、取扱い易さがこれら装置の要
求と合致し、その市場拡大に寄与したことによる。
求と合致し、その市場拡大に寄与したことによる。
LDの信頼性は近年その性能が改善されているが、使用
による劣化が避けられず、劣化による発光光量の変化が
発生してしまう。
による劣化が避けられず、劣化による発光光量の変化が
発生してしまう。
このため、信頼性が要求される用途の場合や、使用条件
により劣化しやすい場合等においては、LDの劣化検出
、交換又は劣化警告等を行なう必要がある。
により劣化しやすい場合等においては、LDの劣化検出
、交換又は劣化警告等を行なう必要がある。
また、その基本構造が半導体をベースとしており、温度
依存性が大きく、温度により宛先々量が変化してしまう
。
依存性が大きく、温度により宛先々量が変化してしまう
。
このため、一般にLDは温度、劣化等により光パワー(
発光光量)が変化するため、この発光光量を一定にする
ためAPC回路を備える構成として光量を一定にしてい
る。
発光光量)が変化するため、この発光光量を一定にする
ためAPC回路を備える構成として光量を一定にしてい
る。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、従来のAPC回路では、このLDの劣化による
光量変化と温度特性による光量変化を分離して制御する
手段が無く、例えばLDの劣化によるLD電流の増加か
、温度の変化に伴うLD電流の増加か判断できず、確実
なLDの劣化検出、交換又は劣化警告等が難しかった。
光量変化と温度特性による光量変化を分離して制御する
手段が無く、例えばLDの劣化によるLD電流の増加か
、温度の変化に伴うLD電流の増加か判断できず、確実
なLDの劣化検出、交換又は劣化警告等が難しかった。
[問題点を解決するための手段]
本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、上述の課題を解決する一手段として以下の構
成を備える。
たもので、上述の課題を解決する一手段として以下の構
成を備える。
即ち、レーザ素子の駆動電流値を検出する検出手段と、
該検出手段での検出電流値と閾値電流値とを比較して該
比較結果に従いレーザ素子劣化検出信号をを出力する比
較手段と、該比較手段に前記閾値電流値を出力する閾値
電流供給手段とを備える。
該検出手段での検出電流値と閾値電流値とを比較して該
比較結果に従いレーザ素子劣化検出信号をを出力する比
較手段と、該比較手段に前記閾値電流値を出力する閾値
電流供給手段とを備える。
また、閾値電流供給手段はレーザ素子温度に依存する電
流源とレーザ素子温度に依存しない電流源とを備える。
流源とレーザ素子温度に依存しない電流源とを備える。
[作用]
以上の構成において、閾値電流供給手段は前記レーザ素
子の温度特性に対応した温度特性補正を行なった前記閾
値電流値を出力し、レーザ素子の温度環境等に左右され
ずに、レーザ素子の劣化のみを確実かつ誤動作なく検出
することができる。
子の温度特性に対応した温度特性補正を行なった前記閾
値電流値を出力し、レーザ素子の温度環境等に左右され
ずに、レーザ素子の劣化のみを確実かつ誤動作なく検出
することができる。
[実施例]
以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明に係る一実施例の半導体レーザ素子駆動
回路を示す回路図である。
回路を示す回路図である。
図中、1は半導体レーザ素子(LD)であり、発光部1
aと該発光部1aによる発光光量をモニタして光量制御
を行なうための受光部1bとで構成されている。LDI
の受光部1bには可変抵抗12が接続されており、受光
部1bによるLDlの発光光量に応じた受光電・流を対
応する電圧値に変換してアンプ2に出力する。
aと該発光部1aによる発光光量をモニタして光量制御
を行なうための受光部1bとで構成されている。LDI
の受光部1bには可変抵抗12が接続されており、受光
部1bによるLDlの発光光量に応じた受光電・流を対
応する電圧値に変換してアンプ2に出力する。
2は電圧増巾率1のインピーダンス変換器を構成してい
るアンプである。また、アンプ3の非反転入力端子は、
スイッチ11が閉接する事により接地されるが、同スイ
ッチ11が開放されると、V cc電圧が抵抗14.1
5により分圧されて基準電圧Aが印加される。
るアンプである。また、アンプ3の非反転入力端子は、
スイッチ11が閉接する事により接地されるが、同スイ
ッチ11が開放されると、V cc電圧が抵抗14.1
5により分圧されて基準電圧Aが印加される。
アンプ3、抵抗16、コンデンサ23により積分回路が
構成されており、基準電圧Aとアンプ2の出力電圧の差
分電圧をコンデンサ23で積分する。
構成されており、基準電圧Aとアンプ2の出力電圧の差
分電圧をコンデンサ23で積分する。
さらにアンプ3の出力はトランジスタ5、抵抗22によ
り電圧−電流変換され、これによりLDlの発光駆動源
を形成する。
り電圧−電流変換され、これによりLDlの発光駆動源
を形成する。
上記の回路構成によりLDIのAPC回路が形成されて
いる。
いる。
次に上述した本実施例のAPC回路の基本動作を説明す
る。
る。
まず、スイッチ11が閉じている時は、アンプ3の非反
転入力端子は接地状態であり、入力端子はo”vとなる
。
転入力端子は接地状態であり、入力端子はo”vとなる
。
一方、このとき、アンプ2の出力値は負電圧になること
がなく、アンプ3の出力は°°○°°■以下の負の電圧
値となる。このため、トランジスタ5は’OFF”状態
であり、LDIには駆動電流が流れず、LDIは発光し
ない。
がなく、アンプ3の出力は°°○°°■以下の負の電圧
値となる。このため、トランジスタ5は’OFF”状態
であり、LDIには駆動電流が流れず、LDIは発光し
ない。
即ち、スイッチ11が閉接状態の時には、LDlは非発
光状態である。
光状態である。
次に、この状態の時に、スイッチ11を解放すると、ア
ンプ3の非反転入力端子には上述したように基準電圧A
が印加される。この時には、アンプ2の出力電圧と基準
電圧Aとの差に応じてコンデンサ23が充電され、アン
プ3の出力電圧が正方向に制御される。
ンプ3の非反転入力端子には上述したように基準電圧A
が印加される。この時には、アンプ2の出力電圧と基準
電圧Aとの差に応じてコンデンサ23が充電され、アン
プ3の出力電圧が正方向に制御される。
そして、アンプ3の出力電圧が所定値以上になるとトラ
ンジスタ5がオンし、トランジスタ5と抵抗22により
電流変換されLDIの発光部1aに駆動電流が流れ、1
aが発光する。
ンジスタ5がオンし、トランジスタ5と抵抗22により
電流変換されLDIの発光部1aに駆動電流が流れ、1
aが発光する。
基準電圧Aよりアンプ2の出力電圧が低い場合にはアン
プ3の出力電圧は増加し、より多くのLD駆動電流が流
れ、その結果光量が増加して受光部1bの受光光量が増
加し、該受光部ibよりの電流も増加する。その結果、
アンプ2の出力電圧が上昇し、LDIの発光光量を減少
させる。この様な一連のフィードバック機構により、L
DIはやがて一定光量に安定する。
プ3の出力電圧は増加し、より多くのLD駆動電流が流
れ、その結果光量が増加して受光部1bの受光光量が増
加し、該受光部ibよりの電流も増加する。その結果、
アンプ2の出力電圧が上昇し、LDIの発光光量を減少
させる。この様な一連のフィードバック機構により、L
DIはやがて一定光量に安定する。
ここで、もし周囲温度が変化してLDIの発光光量が変
化したとしても、前述のフィードバック機構が働くこと
により、LD駆動電流が変化して常に光量を一定に保つ
ように働く。
化したとしても、前述のフィードバック機構が働くこと
により、LD駆動電流が変化して常に光量を一定に保つ
ように働く。
尚、発光光量の設定は可変抵抗12を変化させることに
より行ない、この抵抗値を大きくするとLDIよりの発
光光量は減少する。
より行ない、この抵抗値を大きくするとLDIよりの発
光光量は減少する。
次にLD劣化検出部100の構成を説明する。
LD劣化検出部100はトランジスタ5のエミッタ端子
に接続された第1図の左方の鎖線内に表わされた回路で
ある。
に接続された第1図の左方の鎖線内に表わされた回路で
ある。
LD劣化検出回路100において、比較回路4の比較電
流用基準電圧が抵抗17.18及びトランジスタ6の作
用でB゛°として生成されている。サーミスタ9はLD
Iの近傍に配設されており、常にLDIの温度環境と略
同様の温度環境におかれている。このため、本回路は、
LDIの温度に依存する電流源となっている。
流用基準電圧が抵抗17.18及びトランジスタ6の作
用でB゛°として生成されている。サーミスタ9はLD
Iの近傍に配設されており、常にLDIの温度環境と略
同様の温度環境におかれている。このため、本回路は、
LDIの温度に依存する電流源となっている。
また、本実施例では、係るLDIの温度に依存する電流
源とは別個に、可変抵抗13とトランジスタ8により、
LDIの温度に依存せず、かつ調整可能な電流ぷが作ら
れている。
源とは別個に、可変抵抗13とトランジスタ8により、
LDIの温度に依存せず、かつ調整可能な電流ぷが作ら
れている。
そして、両型流源よりの和電流が抵抗20.21により
対応する電圧値に変換され、比較器4の非反転入力端子
に入力されている。
対応する電圧値に変換され、比較器4の非反転入力端子
に入力されている。
抵抗20.21の抵抗値は
(抵抗20の抵抗値)=(抵抗21の抵抗値)=(劣化
時のLD増加電流): (LD初期電流)となるよう
に設定されている。
時のLD増加電流): (LD初期電流)となるよう
に設定されている。
以上の回路構成により、LDIの劣化検出回路が形成さ
れいる。
れいる。
次に該回路の基準動作を説明する。
該回路では、LDIの発光部1aの駆動電流を抵抗22
で電流−電圧変換し、変換された対応する電圧値と該回
路の劣化検出電圧値(比較器4の非反転入力端子電圧)
とを比較することにより劣化検出を行なう。
で電流−電圧変換し、変換された対応する電圧値と該回
路の劣化検出電圧値(比較器4の非反転入力端子電圧)
とを比較することにより劣化検出を行なう。
ここで、上述した如く、LDIは使用による劣化以外に
、その温度環境の変化によっても駆動電流値が変化する
。
、その温度環境の変化によっても駆動電流値が変化する
。
第2図はL D 1の温度特性の一例を示す図であり、
LDIの光出力P。は、LDIの温度Tcが変化するこ
とにより図示の如くに変化し、一定の出力光量を得よう
とすると、その駆動電流を変える必要がある事を示して
いる。
LDIの光出力P。は、LDIの温度Tcが変化するこ
とにより図示の如くに変化し、一定の出力光量を得よう
とすると、その駆動電流を変える必要がある事を示して
いる。
第2図において、光出力P。が急激に立上る電流値をし
きい値電流I th、接合部温度なT1、特性温度をT
。とすると、 I thoCexp(T i / T o)の関係が成
立する。
きい値電流I th、接合部温度なT1、特性温度をT
。とすると、 I thoCexp(T i / T o)の関係が成
立する。
従って、非反転入力端子の電圧を一定電圧とした場合に
おいて、LDIの温度に依存する電流源のみを備える構
成では、LDIの温度変化により比較器4の反転入力端
子電圧が大きく変化するので、LDIが実際には劣化し
ていないにもかかわらず、比較器4の出力が反転して劣
化信号を誤って出力してしまう場合が生ずる。
おいて、LDIの温度に依存する電流源のみを備える構
成では、LDIの温度変化により比較器4の反転入力端
子電圧が大きく変化するので、LDIが実際には劣化し
ていないにもかかわらず、比較器4の出力が反転して劣
化信号を誤って出力してしまう場合が生ずる。
しかし、本実施例ではこのような事態の発生を防ぐため
にLD漂度に依存する電流源と依存しない電流源を設け
ており、このような場合にも過つて劣化信号が出力され
ないように構成されている。
にLD漂度に依存する電流源と依存しない電流源を設け
ており、このような場合にも過つて劣化信号が出力され
ないように構成されている。
本実施例にの温度依存の電流源においては、LDIの温
度検出はサーミスタ9によって行なわれている。一般に
サーミスタの温度特性は、基準温度T、[’K]の時の
抵抗値をRoとすると、温度T [’ K]と抵抗値R
の関係は、R=Roexp B ((1/T) −(1
/T、))となる。ここで、Bは定数である。
度検出はサーミスタ9によって行なわれている。一般に
サーミスタの温度特性は、基準温度T、[’K]の時の
抵抗値をRoとすると、温度T [’ K]と抵抗値R
の関係は、R=Roexp B ((1/T) −(1
/T、))となる。ここで、Bは定数である。
このままでは、LDIの温度特性と異なるため、直列抵
抗19を接続し、サーミスタ9と抵抗19により、抵抗
20.21の両端に加えられる電圧がLDIのしきい値
電流I th温度特性の標準値と成るように設定してい
る。
抗19を接続し、サーミスタ9と抵抗19により、抵抗
20.21の両端に加えられる電圧がLDIのしきい値
電流I th温度特性の標準値と成るように設定してい
る。
即ち、抵抗17.18、トランジスタ6.7によってこ
の電圧設定が行なわれるようになっている。
の電圧設定が行なわれるようになっている。
尚、同時に、トランジスタ6.7は相互の温度特性を相
殺する役目も果たしている。
殺する役目も果たしている。
他方、本実施例のLDIの温度に依存しない電流源は、
可変抵抗13とトランジスタ8で構成され、可変抵抗1
3に印加される電圧はサーミスタ9及び、抵抗19に印
加される電圧と同じ値である。
可変抵抗13とトランジスタ8で構成され、可変抵抗1
3に印加される電圧はサーミスタ9及び、抵抗19に印
加される電圧と同じ値である。
この温度に依存しない電流源により、LDIの駆動電流
のオフセット分やバラツキと、温度に依存する電流源の
オフセット等がひとまとめで調整できるようになってい
る。
のオフセット分やバラツキと、温度に依存する電流源の
オフセット等がひとまとめで調整できるようになってい
る。
即ち、抵抗20の両端子間にはスイッチ10が接続され
ており、このスイッチ10を閉じることにより、抵抗2
0がショートされ、この時の電流電圧変換抵抗は21(
すなわちLD初期電流値)だけとなる。また、スイッチ
10を開放することにより、劣化時のLD増加電流値(
抵抗20)が追加された形になる。
ており、このスイッチ10を閉じることにより、抵抗2
0がショートされ、この時の電流電圧変換抵抗は21(
すなわちLD初期電流値)だけとなる。また、スイッチ
10を開放することにより、劣化時のLD増加電流値(
抵抗20)が追加された形になる。
これを利用して、可変抵抗13の抵抗値をスイッチ10
を閉じた状態で、比較器4がぎりぎり反転する値に調整
する。そして、この調整を行なった後にスイッチ10を
開放状態として回路を実稼動させる。
を閉じた状態で、比較器4がぎりぎり反転する値に調整
する。そして、この調整を行なった後にスイッチ10を
開放状態として回路を実稼動させる。
これにより、LDIの温度依存による駆動電流の変化分
は、温度依存のある電流源によって完全に補正される。
は、温度依存のある電流源によって完全に補正される。
即ち、LDIの温度が上昇してLDlの駆動電流が増加
すると、温度依存の電流源の電流もそれに伴なって増加
するため、比較器4の比較電圧は相互に相殺されて温度
の影響を除外することができるからである。
すると、温度依存の電流源の電流もそれに伴なって増加
するため、比較器4の比較電圧は相互に相殺されて温度
の影響を除外することができるからである。
一方、LDの劣化による駆動電流の増加分は、温度に依
存しない電流源により得られる比較電圧になった時に検
出される そして、抵抗20.21で前述の温度に依存する電流源
と温度に依存しない電流源の両方の電流が加算されて対
応する電圧に変換される。
存しない電流源により得られる比較電圧になった時に検
出される そして、抵抗20.21で前述の温度に依存する電流源
と温度に依存しない電流源の両方の電流が加算されて対
応する電圧に変換される。
このため、LDIの温度変化に対して比較器4の非反転
入力端子への入力電圧値が大きく変化することがなくな
り、LDIが劣化していないにもかかわらず劣化検出信
号が付勢されることを有効に防止できる。
入力端子への入力電圧値が大きく変化することがなくな
り、LDIが劣化していないにもかかわらず劣化検出信
号が付勢されることを有効に防止できる。
以上の構成により、例えばLDIの駆動電圧が例えば5
0%上昇した時に、比較器4の出力が反転してL“°と
なり、LDIの劣化を検出できることになる。
0%上昇した時に、比較器4の出力が反転してL“°と
なり、LDIの劣化を検出できることになる。
以上説明したように本実施例によれば、半導体レーザ素
子の自動制御を実施しつつ、半導体レーザ素子の劣化検
出を行なうことが可能となる。
子の自動制御を実施しつつ、半導体レーザ素子の劣化検
出を行なうことが可能となる。
しかも、その劣化検出を半導体レーザ素子の温度に影響
されずに行なうことができるので、半導体レーザ素子が
実際には劣化していないにもかかわらず劣化の検出とし
てしまうような事が無くなり、半導体レーザ素子の劣化
の場合には確実にこれを検出できる。
されずに行なうことができるので、半導体レーザ素子が
実際には劣化していないにもかかわらず劣化の検出とし
てしまうような事が無くなり、半導体レーザ素子の劣化
の場合には確実にこれを検出できる。
このため、システムの故障を未然に防止でき、システム
全体の信頼性を向上させることが可能になる。
全体の信頼性を向上させることが可能になる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、レーザ素子の温度
特性に対応した温度特性補正を行なった閾値電流値とレ
ーザ素子よりの検出電流値を比較して劣化か否かを判断
するので、レーザ素子の温度環境等に左右されずに、レ
ーザ素子の劣化にのみを確実かつ誤動作なく検出するこ
とができる。
特性に対応した温度特性補正を行なった閾値電流値とレ
ーザ素子よりの検出電流値を比較して劣化か否かを判断
するので、レーザ素子の温度環境等に左右されずに、レ
ーザ素子の劣化にのみを確実かつ誤動作なく検出するこ
とができる。
第1図は本発明に係る一実施例の半導体レーザ素子駆動
回路図、 第2図は半導体レーザ素子の光出力−温度特性を示す図
である。 図中、l・・・半導体レーザ素子(LD)、2.3・・
・比較器(アンプ)、4・・・比較器、5,6.78・
・・トランジスタ、9・・・サーミスタ、10.11・
・・スイッチ、12.13・・・可変抵抗、14〜22
・・・抵抗、23・・・コンデンサである。
回路図、 第2図は半導体レーザ素子の光出力−温度特性を示す図
である。 図中、l・・・半導体レーザ素子(LD)、2.3・・
・比較器(アンプ)、4・・・比較器、5,6.78・
・・トランジスタ、9・・・サーミスタ、10.11・
・・スイッチ、12.13・・・可変抵抗、14〜22
・・・抵抗、23・・・コンデンサである。
Claims (2)
- (1)レーザ素子の駆動電流値を検出する検出手段と、
該検出手段での検出電流値と閾値電流値とを比較して該
比較結果に従いレーザ素子劣化検出信号をを出力する比
較手段と、該比較手段に前記閾値電流値を出力する閾値
電流供給手段とを備え、該閾値電流供給手段は前記レー
ザ素子の温度特性に対応した温度特性補正を行なつた前
記閾値電流値を出力することを特徴とするレーザ素子劣
化検出回路。 - (2)閾値電流供給手段はレーザ素子温度に依存する電
流源とレーザ素子温度に依存しない電流源とを備えるこ
とを特徴とする請求項第1項記載のレーザ素子劣化検出
回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16703489A JPH0333634A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | レーザ素子劣化検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16703489A JPH0333634A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | レーザ素子劣化検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0333634A true JPH0333634A (ja) | 1991-02-13 |
Family
ID=15842161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16703489A Pending JPH0333634A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | レーザ素子劣化検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0333634A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021044604A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 三菱電機株式会社 | 光mosfetリレー駆動電流制御装置 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16703489A patent/JPH0333634A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021044604A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 三菱電機株式会社 | 光mosfetリレー駆動電流制御装置 |
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