JPS6243351B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、光学情報読み取り装置、及び記録装
置に使用する半導体レーザの駆動装置に関する。 半導体レーザを使用する際、半導体レーザの駆
動を行なう電源の過渡特性によりスパイク電流が
発生し、このスパイク電流により半導体レーザが
破損し、或は性能の劣化を生じる。本発明はかか
る点に鑑み、電源のオン、オフ時にスパイク電流
が半導体レーザに流れることのない安定した半導
体レーザの駆動装置を提供することを目的とする
ものである。 従来、半導体レーザを使用する際、電源からス
パイク電流が半導体レーザに流れ込まないように
第１図に示すような装置を使用し、次のような操
作を行なつている。 即ち、まず定電圧電源１をオンにし、定電圧電
源１の出力電圧をほぼ０にし、その出力スイツチ
２をオンにして、電流計３を見ながら定電圧電源
の出力電圧を上昇させ、半導体レーザ４を駆動す
る。 以上は電源１がオフからオン状態へ変わる場合
の手順であり、オンからオフ状態へ変わる場合
は、上述の逆の順序で操作している。 このような操作を光学情報の記録及び再生装置
で行なうことには無理が伴ない、安定した半導体
レーザ駆動装置が要望されている。本発明はかか
る要望に応える半導体レーザ駆動装置を提供する
ものである。 本発明では、定電流回路によつて半導体レーザ
を駆動し、電源がオフからオンに変わる変化を検
出する第１の検出手段と、オンからオフに変わる
変化を検出する第２の検出手段を設け、第１の検
出手段で検出した信号を遅延させて、電源が安定
した後にこの遅延された信号で定電流回路を動作
させて半導体レーザに駆動電流を供給し、第２の
検出手段によつて電源がオンからオフに変化した
のと同時に定電流回路の動作を止めて半導体レー
ザへの駆動電流をなくすようにしたものである。 次に第２図と第３図を参照して本発明の実施例
を説明する。第２図は本発明の一実施例の回路、
第３図は第２図においてスイツチ２を閉じた時の
各部の電圧Ｖ及び電流Ｉを示す。第２図において
２はスイツチ、４は半導体レーザ、５は定電圧電
源回路である。スイツチ２を閉じると、定電圧電
源５の出力電圧V₁は、抵抗R₁、コンデンサC₁の
時定数R₁・C₁で上昇し、定常状態でV₁＝Ｖ_Z1−
Ｖ_BE（但し、Ｖ_BEはトランジスタQ₁のベース・
エミツタ間の電圧で、約0.75V）となる。この状
態を第３図ａに示す。ダイオードD₃と抵抗R₂，
R₃コンデンサC₃によりトランジスタQ₂はオフ状
態となつている。このためV₂はR₄・C₂の時定数
で第３図ｂのように上昇する。但し、R₄・C₂≫
R₁・C₁とする。V₂の上昇に伴ない、V₃が上昇
し、トランジスタQ₄がオフ状態からオン状態へ
ｔ＝T₁において第３図ｃのように変化する。こ
の時V₄は（Ｖ_Z1−Ｖ_BE）から１／２（Ｖ_Z1−Ｖ_BE）に 電圧が変化する。 トランジスタQ₆とQ₇は差動増幅器を構成して
いる。V₄＞V₅の時（即ち時間ｔが０〜T₁）では、
トランジスタQ₆はオン、Q₇はオフ状態となり、
このためV₆＝Ｖ_Z1−Ｖ_BEとなり、Q₇で構成して
いる電流源は働かない。又、トランジスタQ₉が
オン状態のため、V₇〓０となり、このためトラ
ンジスタQ₈がオフ状態となり、I₂＝０の状態であ
る。このためトランジスタQ₁₁，Q₁₂で構成して
いるカレントミラーも動作せず、半導体レーザ４
への駆動電流I₃も流れない。 V₄＜V₅の時（時間ｔ＞T₁）、但しV₅＞１／２（Ｖ_Z1 −Ｖ_BE）、ではトランジスタQ₆はオフ、トランジ
スタQ₇はオンになり、V₆はＶ_Z1−Ｖ_BEから（Ｖ_Z1
−Ｖ_BE）−（Ｖ_５−Ｖ_ＢＥ）／Ｒ_１１×R₁₂へ変化する
。トランジ スタQ₇がオン状態になると、Q₈が動作を開始
し、 The present invention relates to a driving device for a semiconductor laser used in an optical information reading device and a recording device. When a semiconductor laser is used, a spike current is generated due to the transient characteristics of a power supply that drives the semiconductor laser, and this spike current damages the semiconductor laser or causes performance deterioration. In view of this, an object of the present invention is to provide a stable semiconductor laser driving device in which no spike current flows through the semiconductor laser when the power is turned on and off. Conventionally, when using a semiconductor laser, a device as shown in FIG. 1 is used to prevent spike current from flowing into the semiconductor laser from the power supply, and the following operations are performed. That is, first, the constant voltage power supply 1 is turned on, the output voltage of the constant voltage power supply 1 is set to almost 0, the output switch 2 is turned on, and the output voltage of the constant voltage power supply is increased while watching the ammeter 3. Drive 4. The above is the procedure when the power supply 1 changes from the off state to the on state. When the power supply 1 changes from the on state to the off state, the operations are performed in the reverse order. It is difficult to perform such operations using an optical information recording and reproducing device, and a stable semiconductor laser driving device is desired. The present invention provides a semiconductor laser driving device that meets such demands. In the present invention, a semiconductor laser is driven by a constant current circuit, and a first detection means detects a change in the power supply from off to on, and a second detection means detects a change from on to off. , the signal detected by the first detection means is delayed, and after the power supply is stabilized, a constant current circuit is operated with this delayed signal to supply a driving current to the semiconductor laser, and the signal is detected by the second detection means. The constant current circuit stops operating at the same time as the power changes from on to off, eliminating the drive current to the semiconductor laser. Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 shows a circuit of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the voltage V and current I at each part when the switch 2 in FIG. 2 is closed. In FIG. 2, 2 is a switch, 4 is a semiconductor laser, and 5 is a constant voltage power supply circuit. When the switch 2 is closed, the output voltage V ₁ of the constant voltage power supply 5 increases with the time constant R ₁ ·C ₁ of the resistor R ₁ and the capacitor C ₁ , and in a steady state, V ₁ = V _Z1 −
V _BE (However, V _BE is the base of transistor _Q1
The voltage between the emitters is approximately 0.75V). This state is shown in FIG. 3a. Diode D ₃ and resistor R ₂ ,
Transistor Q ₂ is turned off by R ₃ capacitor C ₃ . Therefore, V ₂ increases as shown in Figure 3b with a time constant of R ₄ ·C ₂ . However, R ₄・C ₂ ≫
Let R ₁・C ₁ . As V ₂ rises, V ₃ rises, and transistor Q ₄ changes from the off state to the on state at t=T ₁ as shown in FIG. 3c. At this time, the voltage of V ₄ changes from (V _Z1 - V _BE ) to 1/2 (V _Z1 - V _BE ). Transistors Q ₆ and Q ₇ constitute a differential amplifier. When V ₄ > V ₅ (that is, time t is from 0 to T ₁ ),
Transistor Q ₆ is on, Q ₇ is off,
Therefore, V ₆ =V _Z1 -V _BE , and the current source made up of Q ₇ does not work. Also, since the transistor Q ₉ is in the on state, V ₇ =0, and therefore the transistor Q ₈ is in the off state, so that I ₂ =0. Therefore, the current mirror made up of transistors Q ₁₁ and Q ₁₂ also does not operate, and the semiconductor laser 4
The drive current I ₃ to the current does not flow either. When V ₄ <V ₅ (time t > T ₁ ), however, when V ₅ >1/2 (V _Z1 −V _BE ), transistor Q ₆ is turned off, transistor Q ₇ is turned on, and V ₆ becomes V _Z1 -V _BE to (V _Z1
-VBE )-( _V5 - _VBE )/ _R11 × _R12 . When transistor Q ₇ is in the on state, Q ₈ starts working,

【式】が流れる。 これと同時にQ₉がオフ状態となる。このため
V₇はＶ_Z2に上昇し、I₂＝１／Ｒ_１５（Ｖ_Z2−Ｖ_BE）が流 れる。Q₁₁とQ₁₂はカレントミラーを構成してお
り、 I₃＝I₂×Ｒ_１６／Ｒ_１７＝Ｒ_１６／Ｒ_１５・Ｒ_１７（
Ｖ_Z2−Ｖ_BE） の駆動電流が半導体レーザ４に流れる。即ち、ス
イツチ２を時刻ｔ＝０で閉じると、時間T₁だけ
遅れて半導体レーザに駆動電流を供給する。
V₆，I₁，V₇，I₃を第３図に示す。 スイツチ２を閉から開に移した時の各部の状態
を第４図に示す。スイツチ２を開状態にすると、
電源回路５の平滑コンデンサC₄の電圧によつて
トランジスタQ₂がオン状態になり、このためト
ランジスタQ₄はオフ、Q₉はオンとなる。このた
めV₇の電圧が０となり、定電圧電源５が変化を
起す前に半導体レーザへの駆動電流がストツプす
る。このため電源が変動を起す前に半導体レーザ
への電流の供給がなくなり、半導体レーザを定電
圧電源の第３の過渡特性から発生する影響をなく
すことができる。 第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例は、前述の第２図に示した実施例にコンデンサ
C₆を付加したものである。第２図の回路とその
動作上異なるところは、時間T₁において電流I₁が
流れ始めると、付加したコンデンサC₆によつて
V₇は第６図ａのように時間と共に増加する。こ
れに伴なつて半導体レーザ４への駆動電流I₃は、
時間と共に徐々に立ち上り、設定電流値I₃＝
Ｒ_１６（Ｖ_Ｚ２−Ｖ_ＢＥ）／Ｒ_１５・Ｒ_１７まで増加す
る。これによつてより 一層半導体レーザへの駆動電流の過渡の立上りを
防いでいる。 又第７図は本発明の更に他の実施例を示す。こ
の実施例は、トランジスタQ₁₃を設け、スイツチ
２が閉状態から開状態へ移るとき、半導体レーザ
４の両端を電気的に短絡し、半導体レーザを保護
するものである。 第８図は本発明の更に他の実施例である。この
実施例は、半導体レーザに流れる電流をより安定
にするために、負帰還ループを構成したものであ
る。 即ち、I₂＋I₃の電流値を抵抗R₂₀で検出し、この
抵抗R₂₀に応じた電流I₄＝（Ｉ_２＋Ｉ_３）Ｒ_２０−Ｖ_Ｂ
Ｅ／Ｒ_２１をトラ ンジスタQ₁₀のエミツタに戻し、このループによ
つて（I₂＋I₃）がより安定化され、半導体レーザ４
により安定な電流が供給される。 上述のように本発明によれば、半導体レーザの
破損ないしは性能の劣化を生じることなしに、安
定な電源を供給することができる。なお、上述の
各実施例はいずれも１チツプの集積回路にも容易
に用いることができる。[Formula] flows. At the same time, _Q9 is turned off. For this reason
V ₇ rises to V _Z2 and I ₂ =1/R ₁₅ (V _Z2 - V _BE ) flows. Q ₁₁ and Q ₁₂ constitute a current mirror, and I ₃ = I ₂ × R ₁₆ /R ₁₇ = R ₁₆ /R ₁₅・R ₁₇ (
A drive current of _VZ2 - _VBE ) flows through the semiconductor laser 4. That is, when the switch 2 is closed at time t=0, the driving current is supplied to the semiconductor laser with a delay of time _T1 .
V ₆ , I ₁ , V ₇ , and I ₃ are shown in Figure 3. FIG. 4 shows the state of each part when the switch 2 is moved from closed to open. When switch 2 is opened,
The voltage of the smoothing capacitor C ₄ of the power supply circuit 5 turns the transistor Q ₂ on, so that the transistor Q ₄ turns off and the transistor Q ₉ turns on. Therefore, the voltage of _V7 becomes 0, and the drive current to the semiconductor laser is stopped before the constant voltage power supply 5 changes. Therefore, the supply of current to the semiconductor laser is stopped before the power source fluctuates, and the influence of the third transient characteristic of the constant voltage power source on the semiconductor laser can be eliminated. FIG. 5 shows another embodiment of the invention. This embodiment is a combination of the capacitor and the embodiment shown in FIG.
C ₆ is added. The difference in operation from the circuit in Figure ₂ is that when current I ₁ begins to flow at time T ₁ , it is
V ₇ increases with time as shown in Figure 6a. Along with this, the drive current I ₃ to the semiconductor laser 4 is
It gradually rises over time, and the set current value I ₃ =
It increases to R ₁₆ (V _Z2 −V _BE )/R ₁₅ ·R ₁₇ . This further prevents transient rises in the drive current to the semiconductor laser. FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a transistor _Q13 is provided to electrically short-circuit both ends of the semiconductor laser 4 when the switch 2 changes from the closed state to the open state to protect the semiconductor laser. FIG. 8 shows yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, a negative feedback loop is constructed in order to make the current flowing through the semiconductor laser more stable. That is, the current value of I ₂ + I ₃ is detected by a resistor R ₂₀ , and the current I ₄ according to this resistor R ₂₀ = (I ₂ + I ₃ ) R ₂₀ −V _B
E /R ₂₁ is returned to the emitter of transistor Q ₁₀ , and (I ₂ + I ₃ ) is further stabilized by this loop, and the semiconductor laser 4
A stable current is supplied. As described above, according to the present invention, stable power can be supplied without damaging the semiconductor laser or deteriorating its performance. It should be noted that each of the above-described embodiments can be easily applied to a one-chip integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の半導体レーザ駆動装置の一例、
第２図は本発明の一実施例の回路、第３図は第２
図の実施例においてスイツチ２をオフからオンに
した時の各部の電圧、電流の状態、第４図は第２
図の実施例においてスイツチ２をオンからオフに
した時の各部の電圧、電流の状態、第５図は本発
明の他の実施例の回路、第６図は第５図の実施例
でスイツチ２をオフからオンにした時の電圧V₆
とV₇の状態、第７図と第８図はそれぞれ本発明
の更に他の実施例の回路である。 ２…スイツチ、４…半導体レーザ、５…定電圧
電源、Q₁〜Q₁₃…トランジスタ、C₁〜C₆…コンデ
ンサ、R₁〜R₂₂…抵抗、D₁〜D₃…ダイオード、Ｄ
_Z1，Ｄ_Z2…定電圧ダイオード。 Figure 1 shows an example of a conventional semiconductor laser drive device.
Fig. 2 shows a circuit of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 shows a circuit of an embodiment of the present invention.
In the example shown in the figure, the voltage and current states of each part when switch 2 is turned on from off, and Fig.
In the embodiment shown in the figure, the voltage and current states of various parts when the switch 2 is turned from on to off, FIG. 5 is a circuit of another embodiment of the present invention, and FIG. Voltage when turning from off to on V ₆
and _V7 , FIGS. 7 and 8 are circuits of still other embodiments of the present invention, respectively. 2...Switch, 4...Semiconductor laser, 5...Constant voltage power supply, _Q1 to _Q13 ...Transistor, _C1 to _C6 ...Capacitor, _R1 to _R22 ...Resistor, _D1 to _D3 ...Diode, D
_Z1 , D _Z2 ... Constant voltage diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザを駆動する定電流回路におい
て、前記定電流回路にエネルギーを供給する電源
回路がオフからオンに変わる変化を検出する第１
の手段と、前記第１の検出手段の信号を遅延させ
る遅延回路とを設けて、前記電源回路が安定した
後に前記遅延回路の出力で定電流回路を動作させ
て半導体レーザに駆動電流を供給し、且つ前記電
源回路がオンからオフに変わる変化を検出する第
２の検出手段を設けて、電源回路がオンからオフ
に変化したのと同時に前記定電流回路の動作を止
めて半導体レーザへの駆動電流をなくすことを特
徴とする半導体レーザ駆動装置。 ２ 定電流回路の半導体レーザ駆動電流値を時間
と共に増加させる手段を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ駆動装
置。 ３ 電源回路がオンからオフに変化したことを検
出する第２の検出手段により半導体レーザの両端
子を短絡する手段を設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体レーザ駆動装置。 ４ 定電流電源回路の半導体レーザ駆動電流を検
出する第３の検出手段を設け、該第３の検出手段
により半導体レーザの駆動電流を制御するループ
を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体レーザ駆動装置。[Claims] 1. In a constant current circuit that drives a semiconductor laser, a first circuit that detects a change from OFF to ON in a power supply circuit that supplies energy to the constant current circuit.
means and a delay circuit for delaying the signal of the first detection means, and after the power supply circuit is stabilized, a constant current circuit is operated by the output of the delay circuit to supply a driving current to the semiconductor laser. , and a second detection means for detecting a change in the power supply circuit from on to off is provided, and at the same time as the power supply circuit changes from on to off, the operation of the constant current circuit is stopped to drive the semiconductor laser. A semiconductor laser drive device characterized by eliminating current. 2. The semiconductor laser driving device according to claim 1, further comprising means for increasing the semiconductor laser driving current value of the constant current circuit over time. 3. The semiconductor laser driving device according to claim 1, further comprising means for short-circuiting both terminals of the semiconductor laser by means of a second detection means for detecting that the power supply circuit changes from on to off. . 4. Claim No. 4, characterized in that a third detection means for detecting the semiconductor laser drive current of the constant current power supply circuit is provided, and a loop is provided for controlling the semiconductor laser drive current by the third detection means. The semiconductor laser driving device according to item 1.