JPH0444751B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、複数の半導体レーザから射出された
レーザビームを１本に合成するようにした半導体
レーザ光源装置において、合成ビームの光量を一
定に制御する装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して
走査する光ビーム走査装置が、例えば各種走査記
録装置、走査読取装置等において広く実用に供さ
れている。このような光ビーム走査装置において
光ビームを発生する手段の１つとして、半導体レ
ーザが従来から用いられている。この半導体レー
ザは、ガスレーザ等に比べれば小型、安価で消費
電力も少なく、また駆動電流を変えることによつ
て直接変調が可能である等、数々の長所を有して
いる。

しかしながら、その反面この半導体レーザは、
連続発振させる場合には現状では出力がたかだか
20〜30mwと小さく、したがつて高エネルギーの
走査光を必要とする光ビーム走査装置、例えば感
度の低い記録材料（金属膜、アモルフアス膜等の
DRAW材料等）に記録する走査記録装置等に用
いるのは極めて困難である。

また、ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線、
β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、
この放射線エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積さ
れ、この蛍光体に可視光等の励起光を照射する
と、蓄積されたエネルギーに応じて蛍光体が輝尽
発光を示すことが知られており、このような蓄積
性蛍光体を利用して、人体等の複写体の放射線画
像情報を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有する蓄
積性蛍光体シートに記録し、この蓄積性蛍光体シ
ートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光光
を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み
出して画像信号を得、この画像信号に基づき被写
体の放射線画像を写真感光材料等の記録材料、
CRT等に可視像として出力させる放射線画像情
報記録再生システムが本出願人により既に提案さ
れている（特開昭55−12429号、同55−116340号、
同55−163472号、同56−11395号、同56−104645
号など）。このシステムにおいて放射線画像情報
が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートを走査して
画像情報の読取りを行なうのに、半導体レーザを
用いた光ビーム走査装置の使用が考えられている
が、蓄積性蛍光体を輝尽発光させるためには、十
分に高エネルギーの励起光を該蛍光体に照射する
必要があり、したがつて前記半導体レーザを用い
た光ビーム走査装置を、この放射線画像情報記録
再生システムにおいて画像情報読取りのために使
用することも極めて難しい。

そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザか
ら十分高エネルギーの走査ビームを得るために、
複数の半導体レーザ使用し、これらの半導体レー
ザから射出されたレーザビームを１本に合成する
ことが考えられる（この場合、各レーザビームは
走査点までの光路途中で１本に合成されていても
よいし、また走査点上で１本に合成されてもよ
い）。しかしながら、周知の通り半導体レーザか
ら射出されるレーザビームの光量は、半導体レー
ザの経時変化や周囲温度の変化等によつて変動す
るので、多くの場合、合成されたビームの光量を
一定に保つ制御を行なう必要がある。従来よりレ
ーザビームの光量を光量検出器によつて検出し、
その光量信号をレーザ光量制御回路にフイードバ
ツクしてレーザビームの光量を一定に保つ制御が
公知となつているが、前記のように複数のレーザ
ビームを合成して走査する場合、各半導体レーザ
に対してそれぞれ上記の光量−定化制御を行なう
と、光量検出器や光量制御回路が半導体レーザの
数だけ必要となつて、走査装置が大型化し、また
そのコストも高くなる難点がある。

（発明の目的） そこで本発明は、複数の半導体レーザから射出
されたレーザビームを１本に合成する半導体レー
ザ光源装置において、合成ビームの光量を一定に
保つことが可能で、小型、安価に形成されうる光
量制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

（発明の構成） 本発明の半導体レーザ光源光量制御装置は、前
述のように複数の半導体レーザを有し、これらの
半導体レーザから射出された各レーザビームを１
本のビームに合成するようにした半導体レーザ光
源装置において、 半導体レーザの各々を個々に駆動する定電流回
路または定出力回路と、 半導体レーザの各々のケース内に内蔵されてい
る光検出器の出力信号を受け、これらの信号を加
算する加算回路と、 この加算回路が出力する加算信号と、合成され
たレーザビームの所定光量を示す基準信号とを比
較し、これら加算信号と基準信号との偏差を示す
偏差信号を出力する比較回路と、 上記複数の定電流回路または定出力回路のうち
の一部の回路に接続され、上記偏差信号を受け
て、上記偏差が解消されるように該一部の回路の
レーザ駆動電流を変化させる制御回路とが設けら
れてなるものである。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図は本発明の光量制御装置により光量制御
がなされる半導体レーザ光源装置を概略的に示す
ものである。一例として４つの半導体レーザ１
１，１２，１３，１４は互いにビーム射出軸を平
行に揃えて配置され、これらの半導体レーザ１
１，１２，１３，１４のそれぞれに対してコリメ
ータレンズ２１，２２，２３，２４と、反射ミラ
ー３１，３２，３３，３４が設けられている。各
半導体レーザ１１，１２，１３，１４から射出さ
れたレーザビームは、上記コリメータレンズ２
１，２２，２３，２４によつて平行ビーム４１，
４２，４３，４４とされ、この平行ビーム４１，
４２，４３，４４は上記反射ミラー３１，３２，
３３，３４により反射されて、共通のガルバノメ
ータミラー５に入射する。

ガルバノメータミラー５は図中矢印Ａ方向に往
復揺動し、上記平行ビーム４１，４２，４３，４
４を偏向する。偏向された平行ビーム４１，４
２，４３，４４は、共通の集束レンズ６によつて
１つの合成ビームスポツトＳに集束される。した
がつて上記スポツトＳが照射される位置に被走査
面７を配置すれば、該被走査面７は、各半導体レ
ーザ１１，１２，１３，１４から射出されたレー
ザビームが合成されて高エネルギーとなつた合成
ビーム４５によつて矢印Ｂ方向に走査される。な
お通常上記被走査面７は平面とされ、そのために
集束レンズ６としてfθレンズが用いられる。

第２図は以上述べた半導体レーザ光源装置にお
いて合成ビーム４５の光量を一定に制御する、本
発明の第１実施態様による光量制御装置を示すも
のである。前述した半導体レーザ１１，１２，１
３，１４はそれぞれ、公知の定電流回路Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４により、駆動電流を一定に設定し
て駆動されるようになつている。こうすれば、各
半導体レーザ１１〜１４が発するレーザビーム
（平行ビーム）４１〜４４の光量変動はある程度
抑えられるが、それでも先に述べたような理由で
光量変動が生じる。レーザビーム４１〜４４の光
量が変動すれば当然、合成ビーム４５の光量が変
動することになる。そこで上記定電流回路Ｃ１〜
Ｃ４の一部、本例では２つの定電流回路Ｃ３，Ｃ
４には、該定電流回路Ｃ３，Ｃ４の設定電流を変
化させる制御回路Ｄ３，Ｄ４が接続されている。

一方、周知の通り一般に半導体レーザ１１，１
２，１３，１４においては、そのケース内に、例
えばフオトダイオード等の光検出器１１ａ，１２
ａ，１３ａ，１４ａが内蔵されており、これらの
光検出器１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの出力
信号はそれぞれ、増幅器１１ｂ，１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂによつて増幅されるようになつてい
る。半導体レーザ素子１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ，
１４ｄから発せられたレーザビームの一部は各々
光検出器１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａによつ
て検出され、増幅器１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１
４ｂからは各レーザビーム４１，４２，４３，４
４の光量を示す光量信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４
が出力される。これらの光量信号Ｓ１〜Ｓ４は加
算回路５０に入力され、互いに加算される。した
がつて、この加算回路５０が出力する加算信号
Saは、レーザビーム４１〜４４の光量の総和、
すなわち合成ビーム４５の光量を示すものとな
る。

上記加算信号Saは比較回路５１に入力され、
それとともにこの比較回路５１には、合成ビーム
４５の所定光量を示す基準信号Srが入力される。
該比較回路５１はこの基準信号Srと上記加算信
号Saとを比較し、加算信号Saが基準号Srを上回
ると（すなわち合成ビーム４５の光量が上記所定
光量を上回ると）ハイレベルのＨ信号を出力す
る。反対に加算信号Saが基準信号Sr以下の場合
（合成ビーム４５の光量が上記所定光量以下の場
合）、比較回路５１はローレベルのＬ信号を出力
する。

このＬ信号あるいはＨ信号は、前記制御回路Ｄ
３，Ｄ４に入力される。これらの制御回路Ｄ３，
Ｄ４は、Ｈ信号を受けている間は定電流回路Ｃ
３，Ｃ４の設定電流を低下させる。それにより半
導体レーザ１３，１４の光出力が低下し、合成ビ
ーム４５の光量が低下して上記所定光量に近づ
く。反対にＬ信号が入力されているとき制御回路
Ｄ３，Ｄ４は、定電流回路Ｃ３，Ｃ４の設定電流
を増大させる。それにより半導体レーザ１３，１
４の光出力が増大し、合成ビーム４５の光量が上
記所定光量に近づく。以上のような制御が行なわ
れることにより、合成ビーム４５は所定光量に維
持されるようになる。なおこの場合、制御回路Ｄ
３，Ｄ４による定電流回路Ｃ３，Ｃ４の設定電流
制御量（増大量、低下量）は、微小な一定量とさ
れるが、比較回路５１として加算信号Saと基準
信号Srとの偏差に対応したレベルの信号を出力
する回路を用い、この偏差の大きさに応じて上記
制御量を変えるようにしてもよい。

また上記の半導体レーザ光源装置は、平行ビー
ム４１，４２，４３，４４を集束レンズ６によつ
て１点に集束させるものであるが、複数の集れん
ビームを、それぞれの集れん点が共通のスポツト
において重なるように合成する半導体レーザ光源
装置においても、本発明は同様に適用可能であ
る。

第３図は本発明の第２実施態様による光量制御
装置を示すものである。なおこの第３図におい
て、前記第２図中の要素と同等の要素には同番号
を付し、それらについての説明は省略する（以
下、同様）。この第３図の光量制御装置において
は、前記第２図の装置で用いられた定電流回路Ｃ
１〜Ｃ４に代えて、定出力回路Ｅ１〜Ｅ４が設け
られている。これらの定出力回路Ｅ１，Ｅ２，Ｅ
３，Ｅ４は、それぞれ前記増幅器１１ｂ，１２
ｂ，１３ｂ，１４ｂから光量信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４を受け、該光量信号Ｓ１〜Ｓ４がそれぞ
れ所定値となるように（すなわちレーザビーム４
１〜４４の光量がそれぞれ所定値となるように）
レーザ駆動電流を制御する。しかしこのようにし
ても、前述した理由により合成ビーム４５の光量
変動が生じることがある。そこで一例として２つ
の定出力回路Ｅ３，Ｅ４には前記制御回路Ｄ３，
Ｄ４が接続され、第２図の装置におけるのと同様
にして、定出力回路Ｅ３，Ｅ４のレーザ駆動電流
が制御される。このような制御が行なわれること
により、この場合も合成ビーム４５は所定光量に
保たれるようになる。

次に第４図は、本発明の第３実施態様装置を概
略的に示すものである。この第４図の半導体レー
ザ光源装置においては、６つの半導体レーザ６
１，６２，６３，６４，６５，６６から射出され
たレーザビームがコリメータレンズ７１，７２，
７３，７４，７５，７６を通して平行ビーム８
１，８２，８３，８４，８５，８６とされ、これ
ら平行ビーム８１，８２，８３，８４，８５，８
６がホログラム素子９０によつて１本の高エネル
ギーのビーム８７に合成されている。この合成ビ
ーム８７は一例として回転多面鏡９１によつて偏
向され、図示しない被走査面上を走査する。なお
上記のように複数のレーザビームを１本に合成す
るためには、ホログラム素子９０の他、例えば２
軸性結晶素子など公知のビーム合成手段が用いら
れてもよい。

上記６つの半導体レーザ６１，６２，６３，６
４，６５，６６は、前記第１図の装置におけるの
と同様に、定電流回路Ｃ１〜Ｃ６によつて電流一
定で駆動される。そして一例として１つの半導体
レーザ６６を駆動する定電流回路Ｃ６は、制御回
路Ｄ６の制御信号を受けて、設定電流量を変えう
るようになつている。この装置においても、各半
導体レーザ６１〜６６の光検出器（図示せず）か
ら出力され増幅器１１ｂ〜１６ｂによつて増幅さ
れた光量信号Ｓ１〜Ｓ６を加算回路５０に入力
し、この加算回路５０から出力される加算信号
Saと基準信号Srとを比較して、前記第２図の装
置におけるのと同様に定電流回路Ｃ６の設定電流
を制御すれば、合成ビーム８７が所定光量に保た
れる。

なお本発明において合成するレーザビームの本
数は、以上説明の実施態様における４本、６本に
限られるものではない。また光量制御駆動される
半導体レーザも１台あるいは２台に限られるもの
ではなく、合成するレーザビームの数が増大して
合成ビームの光量変動幅が大きくなる場合には、
光量制御駆動する半導体レーザの数を適宜増やし
て、合成ビームの光量変動幅以上の光量制御範囲
を確保すればよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の半導体レーザ
光源光量制御装置によれば、合成ビームの光量を
正確に一定に保つことが可能であり、そして該光
量の一定化は、一部の半導体レーザの光量を制御
することによつて達成されるようになつているの
で回路が簡素化され、本装置は極めて小型、安価
に形成されるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置が適用される半導体レー
ザ光源装置の一例を示す概略斜視図、第２図およ
び第３図はそれぞれ、本発明の第１および第２実
施態様装置を示すブロツク図、第４図は本発明の
第３実施態様装置を示す概略図である。 １１，１２，１３，１４，６１，６２，６３，
６４，６５，６６…半導体レーザ、１１ａ，１２
ａ，１３ａ，１４ａ…光検出器、４１，４２，４
３，４４，８１，８２，８３，８４，８５，８６
…平行ビーム（レーザビーム）、４５，８７…合
成ビーム、５０…加算回路、５１…比較回路、９
０…ホログラム素子、Ｃ１〜Ｃ６…定電流回路、
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ６…制御回路、Ｅ１〜Ｅ４…定出
力回路、Ｓ１〜Ｓ６…光量信号、Sa…加算信号、
Sr…基準信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の半導体レーザから射出された各レーザ
   ビームを１本に合成するようにした半導体レーザ
   光源装置において、 前記半導体レーザをそれぞれ駆動する複数の定
   電流回路または定出力回路と、 前記半導体レーザの各々のケース内に内蔵され
   ている光検出器の出力信号を受け、これらの信号
   を加算する加算回路と、 この加算回路の加算信号と、合成されたレーザ
   ビームの所定光量を示す基準信号とを比較し、こ
   れら加算信号と基準信号との偏差を示す偏差信号
   を出力する比較回路と、 前記複数の定電流回路または定出力回路のうち
   の一部の回路に接続され、前記偏差信号を受け
   て、前記偏差が解消されるように該一部の回路の
   レーザ駆動電流を変化させる制御回路とが設けら
   れてなる半導体レーザ光源光量制御装置。