JPH0837331A

JPH0837331A - 半導体レーザ制御装置

Info

Publication number: JPH0837331A
Application number: JP17777994A
Authority: JP
Inventors: Narihiro Masui; 成博増井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JP3318118B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ＩＣ化の際の低消費電流化やチッ
プサイズの低減を可能とし、かつ、高速な半導体レーザ
出力制御を可能とすることを目的とする。【構成】この発明は、発光指令信号とモニタ信号との
差電流を増幅する誤差増幅器１３と、発光指令信号に比
例した電流を出力する電流駆動部１５と、誤差増幅器１
３の出力と電流駆動部１５の出力とを加算した信号を増
幅する電流増幅器１４とを備え、この電流増幅器１４の
出力電流により半導体レーザ１１を制御するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ，デジタ
ル複写機，光ディスク装置，光通信装置などの光源とし
て用いられる半導体レーザの光出力を制御する半導体レ
ーザ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、極めて小型であって、
かつ、駆動電流により高速に直接変調を行うことができ
るので、近年、レーザプリンタ，光ディスク装置，デジ
タル複写機等の光源として広く使用されている。しか
し、半導体レーザの駆動電流と光出力との関係は、温度
により著しく変化するので、半導体レーザの光強度を所
望の値に設定しようとする場合に問題となる。この問題
を解決して半導体レーザの利点を活かすために、従来様
々なＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower Ｃontrol）回路が提案
されている。このＡＰＣ回路は大きく次の３つの方式に
分類できる。

【０００３】（１）半導体レーザの光出力を受光素子に
よりモニタし、この受光素子に発生する半導体レーザの
光出力に比例する受光電流を制御する光電気負帰還ルー
プにより半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方
式。

【０００４】（２）パワー設定期間内には半導体レーザ
の光出力を受光素子によりモニタし、この受光素子に発
生する受光電流（半導体レーザの光出力に比例する）に
比例する信号と、発光指令信号とが等しくなるように半
導体レーザの順方向電流を制御し、パワー設定期間外に
はパワー設定期間で設定した半導体レーザの順方向電流
の値を保持することにより半導体レーザの光出力を所望
の値に制御するとともに、パワー設定期間外にはパワー
設定期間で設定した半導体レーザの順方向電流を情報に
基づいて変調することにより半導体レーザの光出力に情
報を載せる方式。

【０００５】（３）半導体レーザの温度を測定し、その
測定した温度信号によって半導体レーザの順方向電流を
制御したり、または半導体レーザの温度を一定とするよ
うに制御したりして半導体レーザの光出力を所望の値に
制御する方式。

【０００６】半導体レーザの光出力を所望の値とするた
めには、（１）の方式が望ましいが、受光素子の動作速
度、光電気負帰還ループを構成している増幅素子の動作
速度等の限界により制御速度に限界が生ずる。例えば、
この制御速度の目安として光電気負帰還ループの開ルー
プでの交叉周波数を考慮した場合、この交叉周波数をｆ
₀としたとき、半導体レーザの光出力のステップ応答特
性は次のように近似できる。

【０００７】Ｐout＝Ｐ₀｛１−exp(−２πｆ₀ｔ)｝Ｐout：半導体レーザの光出力Ｐ₀：半導体レーザの設定された光速度ｔ：時間半導体レーザの多くの使用目的では、半導体レーザの光
出力を変化させた直後から、設定された時間τ₀が経過
するまでの全光量（光出力の積分値∫Ｐout）は、所定
の値となることが必要とされ、以下のような式となる。

【０００８】∫Ｐout＝Ｐ₀・ｔ₀｛１−［１−exp(−２
πｆ₀τ₀)］／２πｆ₀τ₀｝仮に、τ₀＝５０ｎＳ、誤差の許容範囲を０．４％とし
た場合、ｆ₀＞８００ＭＨＺとしなければならず、これ
は極めて困難である。

【０００９】また、（２）の方式では、（１）の方式の
上記問題は発生せず、半導体レーザを高速に変調するこ
とが可能であるので、多く使用されている。しかしなが
ら、この（２）の方式では、半導体レーザの光出力を常
時制御しているわけではないので、外乱等により容易に
半導体レーザの光量変動が生ずる。外乱としては例えば
半導体レーザのドウループ特性があり、半導体レーザの
光量はこのドウループ特性により容易に数％程度の誤差
が生じてしまう。

【００１０】半導体レーザのドウループ特性を抑制する
試みとして、半導体レーザの熱時定数に半導体レーザ駆
動電流の周波数特性を合わせ補償する方法などが提案さ
れているが、半導体レーザの熱時定数は、各半導体レー
ザ毎にバラツキがあり、半導体レーザの周囲環境により
異なる等の問題がある。また、その他に、光ディスク装
置などにおいて問題とされる半導体レーザの戻り光の影
響による光量変動などの問題がある。

【００１１】これらの点を解決するために、例えば、特
開平２ー２０５０８６号公報記載の半導体レーザ制御装
置が提案されている。この半導体レーザ制御装置では、
半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、その
出力と発光指令信号とが等しくなるように、常時半導体
レーザの順方向電流を制御する光電気負帰還ループと、
発光指令信号を半導体レーザの順方向電流に変換する変
換手段とを有し、前記光電気負帰還ループの制御電流と
前記変換手段により生成された電流の和または差の電流
によって半導体レーザの光出力を制御するものであり、
前記変換手段を付加したことにより前記光電気負帰還ル
ープの制御電流の制御量を低減し、半導体レーザの高速
変調を可能にしている。

【００１２】この半導体レーザ制御装置では、図１３に
示すように発光指令信号は比較増幅器１及び電流変換器
２に入力され、被駆動半導体レーザ３の光出力の一部が
受光素子４によりモニタされる。比較増幅器１、半導体
レーザ３、受光素子４は光電気負帰還ループを形成し、
比較増幅器１は受光素子４に誘起された，半導体レーザ
３の光出力に比例する光起電流に比例する受光信号と発
光指令信号とを比較してその結果により半導体レーザ３
の順方向電流を受光信号と発光指令信号とが等しくなる
ように制御する。

【００１３】また、電流変換器２は前記受光信号と発光
指令信号とが等しくなるように発光指令信号に従って予
め設定された電流を出力する。この電流変換器２の出力
電流と比較増幅器１より出力される制御電流との和また
は差の電流が半導体レーザ３の順方向電流となる。この
半導体レーザ制御装置では、比較増幅器１及び電流変換
器２はそれぞれ直接半導体レーザ３を駆動するので、〜
１００ｍＡ程度の電流駆動能力を持つ出力回路がそれぞ
れ必要であった。

【００１４】図１４は図１３をより詳細に書き直したも
のであり、比較増幅器１は受光素子４から出力される受
光信号と発光指令信号とを比較する比較増幅部５と、こ
の比較増幅部５の出力を増幅する電流増幅部６とに分割
され、また、電流変換器２は発光指令信号に比例した信
号を出力する電流変換部７と、その出力を増幅する電流
増幅部８とに分割される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記図１４に示すよう
な半導体レーザ制御装置では、電流増幅部６，８は大電
流を出力する駆動能力が必要であるので、サイズの大き
なトランジスタを用いて構成する必要があり、ＩＣ化の
際の低消費電流化やチップサイズの低減については不十
分であった。

【００１６】本発明は、ＩＣ化の際の低消費電流化やチ
ップサイズの低減を可能とし、かつ、高速な半導体レー
ザ出力制御を可能とした半導体レーザ制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出
力の一部を受光部によりモニタして該半導体レーザの出
力強度に比例するモニタ信号を得、このモニタ信号と発
光指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順
方向電流を制御する半導体レーザ制御装置において、前
記発光指令信号と前記モニタ信号との差電流を増幅する
誤差増幅器と、前記発光指令信号に比例した電流を出力
する電流駆動部と、前記誤差増幅器の出力と前記電流駆
動部の出力とを加算した信号を増幅する電流増幅器とを
備え、この電流増幅器の出力電流により前記半導体レー
ザを制御するものである。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体レーザ制御装置において、前記電流増幅器をトラン
ジスタと，該トランジスタのエミッタに接続した抵抗と
で構成し、前記誤差増幅器の出力と前記電流駆動部の出
力とを加算した信号を前記トランジスタのベースに印加
して前記抵抗により前記半導体レーザの順方向電流に変
換するものである。

【００１９】請求項３記載の発明は、被駆動半導体レー
ザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半導体レ
ーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、このモニタ
信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半導体レ
ーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光指令信号に比例した電流によりエミッタ
電流が変化する第１のトランジスタと、この第１のトラ
ンジスタのコレクタに接続された第１の抵抗と、この第
１の抵抗にベースが接続された第２のトランジスタと、
この第２のトランジスタのエミッタに一端が接続された
第２の抵抗と、前記発光指令信号と前記モニタ信号との
差電流を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力
側がベースに接続された第３のトランジスタと、この第
３のトランジスタのエミッタに一端が接続された第３の
抵抗と、この第３の抵抗の他端にコレクタとベースが接
続された第４のトランジスタと、この第４のトランジス
タのエミッタに一端が接続された第４の抵抗と、前記第
４のトランジスタのベースにベースが接続された第５の
トランジスタと、この第５のトランジスタのエミッタに
一端が接続された第５の抵抗と、前記第２の抵抗の他端
と前記第５のトランジスタのコレクタとに入力側が接続
された電流増幅器とを備え、この電流増幅器の出力電流
により前記半導体レーザを制御するものである。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の半
導体レーザ制御装置において、前記第２の抵抗、前記第
３の抵抗、前記第４の抵抗及び前記第５の抵抗とそれぞ
れ並列に第１のキャパシタンス、第２のキャパシタン
ス、第３のキャパシタンス及び第４のキャパシタンスを
接続したものである。

【００２１】請求項５記載の発明は、被駆動半導体レー
ザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半導体レ
ーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、このモニタ
信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半導体レ
ーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光指令信号に比例した電流によりエミッタ
電流が変化する第１のトランジスタと、この第１のトラ
ンジスタのコレクタに接続された第１の抵抗と、この第
１の抵抗にベースが接続された第２のトランジスタと、
この第２のトランジスタのエミッタに一端が接続された
第６の抵抗と、この第６の抵抗と並列に接続された第５
のキャパシタンスと、前記第６の抵抗の他端に一端が接
続された第７の抵抗と、この第７の抵抗と並列に接続さ
れた第６のキャパシタンスと、前記発光指令信号と前記
モニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、この誤
差増幅器の出力側がベースに接続された第３のトランジ
スタと、この第３のトランジスタのエミッタに一端が接
続され前記第６の抵抗と抵抗値が等しい第３の抵抗と、
この第３の抵抗と並列に接続され前記第５のキャパシタ
ンスと容量が等しい第２のキャパシタンスと、前記第３
の抵抗の他端にコレクタとベースが接続された第４のト
ランジスタと、この第４のトランジスタのエミッタに一
端が接続され前記第７の抵抗と抵抗値が等しい第４の抵
抗と、この第４の抵抗に並列に接続され前記第６のキャ
パシタンスと容量が等しい第３のキャパシタンスと、前
記第４のトランジスタのベースにベースが接続された第
５のトランジスタと、この第５のトランジスタのエミッ
タに一端が接続された第５の抵抗と、この第５の抵抗に
並列に接続された第４のキャパシタンスと、前記第７の
抵抗の他端と前記第５のトランジスタのコレクタとに入
力側が接続された電流増幅器とを備え、この電流増幅器
の出力電流により前記半導体レーザを制御するものであ
る。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項４記載の半
導体レーザ制御装置において、前記第２の抵抗の抵抗値
と前記第１のキャパシタンスの容量とを掛けた値を、前
記電流増幅器の入力インピーダンスの抵抗分とキャパシ
タンス分とを掛けた値に等しく、もしくはほぼ等しくな
るようにしたものである。

【００２３】請求項７記載の発明は、被駆動半導体レー
ザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半導体レ
ーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、このモニタ
信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半導体レ
ーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光指令信号と前記モニタ信号との差電流を
増幅する誤差増幅器と、前記発光指令信号に比例した電
流を出力する電流駆動部と、この電流駆動部の出力信号
の前記発光指令信号に比例した値からの差分信号を発生
させる補償器と、前記誤差増幅器の出力と前記電流駆動
部の出力と前記補償器の出力とを加算した信号を増幅す
る電流増幅器とを備え、この電流増幅器の出力電流によ
り前記半導体レーザを制御するものである。

【００２４】請求項８記載の発明は、請求項７記載の半
導体レーザ制御装置において、前記補償器を、前記発光
指令信号を定数倍させる第１の手段と、この第１の手段
で前記発光指令信号を定数倍させた信号の微分波形信号
を生成させる第２の手段とにより構成したものである。

【００２５】請求項９記載の発明は、被駆動半導体レー
ザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半導体レ
ーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、このモニタ
信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半導体レ
ーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光指令信号と前記モニタ信号との差電流を
増幅する誤差増幅器と、前記発光指令信号を（１＋２／
Ｋ）倍する第３の手段と、この第３の手段の出力を入力
信号として前記発光指令信号に比例した電流を出力する
電流駆動部と、前記発光指令信号を１／Ｋ倍する第４の
手段，この第４の手段の出力の積分波形信号を生成する
第５の手段，この第５の手段の出力と前記第４の手段の
出力とを加算する第６の手段により構成され前記電流駆
動部の出力信号の前記発光指令信号に比例した値からの
差分信号を発生させる補償器と、前記電流駆動部の出力
から前記第６の手段の出力を減算する第７の手段と、こ
の第７の手段の出力と前記誤差増幅器の出力とを加算し
た信号を増幅する電流増幅器とを備え、この電流増幅器
の出力電流により前記半導体レーザを制御するものであ
る。

【００２６】

【作用】請求項１記載の発明では、被駆動半導体レーザ
の光出力の一部が受光部によりモニタされて該半導体レ
ーザの出力強度に比例するモニタ信号が得られ、誤差増
幅器が発光指令信号とモニタ信号との差電流を増幅す
る。電流駆動部が発光指令信号に比例した電流を出力
し、電流増幅器が誤差増幅器の出力と電流駆動部の出力
とを加算した信号を増幅し、この電流増幅器の出力電流
により半導体レーザが制御される。

【００２７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
半導体レーザ制御装置において、誤差増幅器の出力と電
流駆動部の出力とを加算した信号がトランジスタのベー
スに印加されて抵抗により半導体レーザの順方向電流に
変換される。

【００２８】請求項３記載の発明では、被駆動半導体レ
ーザの光出力の一部が受光部によりモニタされて該半導
体レーザの出力強度に比例するモニタ信号が得られる。
発光指令信号に比例した電流により第１のトランジスタ
のエミッタ電流が変化して第１の抵抗の端子間電圧が変
化し、第２のトランジスタにより第１の抵抗の端子間電
圧に応じた出力が電流増幅器に入力される。また、誤差
増幅器は発光指令信号とモニタ信号との差電流を増幅
し、この誤差増幅器の出力が第３のトランジスタと、第
４のトランジスタ，第５のトランジスタ及び第４の抵
抗，第５の抵抗により構成されるカレントミラー回路と
を介して電流増幅器に入力される。半導体レーザは電流
増幅器の出力電流により制御される。

【００２９】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
半導体レーザ制御装置において、第２の抵抗、第３の抵
抗、第４の抵抗及び第５の抵抗とそれぞれ並列に第１の
キャパシタンス、第２のキャパシタンス、第３のキャパ
シタンス及び第４のキャパシタンスが接続されているこ
とにより、寄生容量の影響が改善されて高速動作が可能
となる。

【００３０】請求項５記載の発明では、被駆動半導体レ
ーザの光出力の一部が受光部によりモニタされて該半導
体レーザの出力強度に比例するモニタ信号が得られる。
発光指令信号に比例した電流により第１のトランジスタ
のエミッタ電流が変化して第１の抵抗の端子間電圧が変
化し、第２のトランジスタにより第１の抵抗の端子間電
圧に応じた出力が電流増幅器に入力される。また、誤差
増幅器は発光指令信号とモニタ信号との差電流を増幅
し、この誤差増幅器の出力が第３のトランジスタと、第
４のトランジスタ，第５のトランジスタ及び第４の抵
抗，第５の抵抗により構成されるカレントミラー回路と
を介して電流増幅器に入力される。半導体レーザは電流
増幅器の出力電流により制御される。また、第２のトラ
ンジスタのエミッタと第５のトランジスタのコレクタ及
び電流増幅器の入力側との間に、第６の抵抗及び第５の
キャパシタンスの並列回路と、第７の抵抗及び第６のキ
ャパシタンスの並列回路とが直列に接続され、第３の抵
抗及び第６の抵抗の抵抗値が等しくて第４の抵抗及び第
７の抵抗の抵抗値が等しく、第２のキャパシタンス及び
第５のキャパシタンスの容量が等しくて第３のキャパシ
タンス及び第６のキャパシタンスの容量が等しいことに
より、周波数特性が向上する。

【００３１】請求項６記載の発明では、請求項４記載の
半導体レーザ制御装置において、第２の抵抗の抵抗値と
第１のキャパシタンスの容量とを掛けた値を、電流増幅
器の入力インピーダンスの抵抗分とキャパシタンス分と
を掛けた値に等しく、もしくはほぼ等しくなるようにし
たことにより、電流駆動部の出力信号の発光指令信号に
比例した値からのずれがほとんどなくなる。

【００３２】請求項７記載の発明では、被駆動半導体レ
ーザの光出力の一部が受光部によりモニタされて該半導
体レーザの出力強度に比例するモニタ信号が得られ、誤
差増幅器が発光指令信号と前記モニタ信号との差電流を
増幅する。電流駆動部は発光指令信号に比例した電流を
出力し、補償器は電流駆動部の出力信号の発光指令信号
に比例した値からの差分信号を発生させる。電流増幅器
は誤差増幅器の出力と電流駆動部の出力と補償器の出力
とを加算した信号を増幅し、この電流増幅器の出力電流
により半導体レーザが制御される。

【００３３】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
半導体レーザ制御装置において、補償器は、発光指令信
号を第１の手段により定数倍し、第２の手段により第１
の手段で発光指令信号を定数倍させた信号の微分波形信
号を生成させる。

【００３４】請求項９記載の発明では、被駆動半導体レ
ーザの光出力の一部が受光部によりモニタされて該半導
体レーザの出力強度に比例するモニタ信号が得られ、誤
差増幅器が発光指令信号とモニタ信号との差電流を増幅
する。第３の手段は発光指令信号を（１＋２／Ｋ）倍し
て電流駆動部の入力信号とし、電流駆動部は発光指令信
号に比例した電流を出力する。補償器は、第４の手段に
より発光指令信号を１／Ｋ倍して第５の手段により第４
の手段の出力の積分波形信号を生成し、第６の手段によ
り第５の手段の出力と第４の手段の出力とを加算する。
第７の手段は電流駆動部の出力から第６の手段の出力を
減算し、電流増幅器が第７の手段の出力と誤差増幅器の
出力と電流駆動部の出力とを加算した信号を増幅し、こ
の電流増幅器の出力電流により半導体レーザが制御され
る。

【００３５】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す。この第１
実施例は請求項１記載の発明を適用した半導体レーザ制
御装置の一実施例である。被駆動半導体レーザ１１の光
出力Ｐ₀の一部は受光部１２により受光されてモニタさ
れる。この受光部１２は、フォトダイオードからなる受
光素子により構成され、半導体レーザ１１の光強度に比
例した受光信号（モニタ電流Ｉm）が誘起される。誤差
増幅器１３は発光指令信号Ｉsigとフォトダイオード１
２からのモニタ電流Ｉmとの差電流（Ｉsig−Ｉm）を増
幅する。この誤差増幅器１３の出力電流ΔＩ₁は、誤差
増幅器１３の電流増幅率をＡ₁とすると、ΔＩ₁＝Ａ
₁（Ｉsig−Ｉm）となる。この誤差増幅器１３の出力電
流ΔＩ₁は電流増幅器１４により増幅されて半導体レー
ザ１１に順方向電流として供給される。電流増幅器１４
の電流増幅率はＡ₀とする。

【００３６】半導体レーザ１１、フォトダイオード１
２、誤差増幅器１３及び電流増幅器１４は光電気負帰還
ループを構成し、発光指令信号Ｉsigとモニタ電流Ｉmと
が等しくなるように半導体レーザ１１の順方向電流を制
御する。また、電流駆動部１５は発光指令信号Ｉsigに
比例した電流を電流増幅器１４を介して半導体レーザ１
１に順方向電流として供給する。

【００３７】ここで、電流駆動部１５の出力電流ΔＩ₂
はΔＩ₂＝κ・Ｉsigとなる。κは、比例定数であり、予
め設定しておく。誤差増幅器１３の出力電流ΔＩ₁と電
流駆動部１５の出力電流ΔＩ₂は、電流加算点ａで加算
されて電流増幅器１４に入力され、電流増幅器１４によ
り半導体レーザ１１の順方向電流Ｉ_LDに変換されて半導
体レーザ１１が制御される。半導体レーザ１１の順方向
電流Ｉ_LDは次式のようになる。

【００３８】Ｉ_LD＝Ａ₀・（ΔＩ₁＋ΔＩ₂）＝Ａ₀・（Ａ₁（Ｉsig−Ｉm）＋κ・Ｉsig）・・・（１）一般に、半導体レーザ１１の光出力Ｐ₀は次のように近
似される。Ｐ₀＝η・（Ｉ_LD−Ｉth） η：微分量子効率、Ｉth：半導体レーザ１１の閾値電流また、モニタ電流Ｉmは、半導体レーザ１１とフォトダ
イオード１２との結合係数をα、フォトダイオード１２
の放射感度をＳとすると、次のように表わすことができ
る。

【００３９】Ｉm＝αＳＰ₀ ＝αＳη・（Ｉ_LD−Ｉth）＝αＳη・（Ａ₀・（ΔＩ₁＋ΔＩ₂）−Ｉth）よって、発光指令信号Ｉsigに比例した電流駆動部１５
の出力電流ΔＩ₂の大きさは、Ａ₀・ΔＩ₁＝Ｉthとした
時、発光指令信号Ｉsigとモニタ電流Ｉmとが等しくなる
ように予め比例定数κを半導体レーザ１１の光出力・順
方向電流特性、半導体レーザ１１とフォトダイオード１
２との結合係数及びフォトダイオード１２の光入力・受
光信号特性に基づいて設定しておけばよい（すなわち、
κ＝１／αＳηＡ₀としておけばよい）。

【００４０】この第１実施例では、誤差増幅器１３の出
力電流ΔＩ₁と電流駆動部１５の出力電流ΔＩ₂を加算し
て電流増幅器１４により半導体レーザ１１の順方向電流
Ｉ_L _Dに変換するので、誤差増幅器１３の出力電流ΔＩ₁
と電流駆動部１５の出力電流ΔＩ₂との和信号（ΔＩ₁＋
ΔＩ₂）はＩ_LD／Ａ₀であればよいことになり、和信号
（ΔＩ₁＋ΔＩ₂）の電流値は小さくてもよい。よって、
誤差増幅器１３及び電流駆動部１５のそれぞれの出力部
に別々の電流増幅器を設ける必要がなくなり、誤差増幅
器１３及び電流駆動部１５は半導体レーザ１１を大電流
で駆動するための電流増幅器を共通化できるようにな
る。このため、ＩＣ化の際に消費電流を低減でき、加え
てトランジスタサイズの大きなトランジスタの数を減ら
すことができ、チップ面積を小さくできてチップサイズ
を低減できる。更に電流加算部分がＩＣ内に組み込み易
くなるので、寄生素子の影響が小さくなり、高速な電流
加算が可能となる。

【００４１】図２は本発明の第２実施例を示す。この第
２実施例は、請求項２記載の発明を適用した半導体レー
ザ制御装置の実施例であり、上記第１実施例において、
電流増幅器１４をトランジスタ１６及び抵抗１７により
構成したものである。半導体レーザ１１はトランジスタ
１６のコレクタと直流電源との間に接続され、トランジ
スタ１６のエミッタは抵抗１７を介して接地される。

【００４２】誤差増幅器１３の出力電流ΔＩ₁と電流駆
動部１５の出力電流ΔＩ₂とが電流加算点ａで加算さ
れ、その加算した電流がトランジスタ１６のベースに印
加されて抵抗１７により半導体レーザ１１の順方向電流
に変換される。ここでは、トランジスタ１６及び抵抗１
７により構成される電流増幅器１４の電流増幅率Ａ₀は
Ａ₀〜ｈ_fe〜１００となっている。第２実施例におい
て、電流増幅器１４以外の部分は第１実施例と同様であ
る。この第２実施例では、電流増幅器１４をトランジス
タ１６及び抵抗１７により構成したので、簡単な構成で
第１実施例と同様な効果が得られ、ＩＣ化してトランジ
スタ１６及び抵抗１７を外付け部品にすると、ＩＣ内の
消費電流を低減できる。

【００４３】図３は本発明の第３実施例を示す。この第
３実施例は請求項３記載の発明を適用した半導体レーザ
制御装置の実施例である。受光部１２はフォトダイオー
ドからなる受光素子により構成され、このフォトダイオ
ード１２のカソードは電圧Ｖ_LDの直流電源に接続され
る。フォトダイオード１２のアノードは誤差増幅器１３
の入力端子に接続され、フォトダイオード１２のアノー
ドと接地点との間に発光指令信号Ｉsigを発生する電流
源１８とキャパシタンス１９とが並列に接続される。

【００４４】誤差増幅器１３の出力端子はＮＰＮ形トラ
ンジスタ２０のベースに接続され、トランジスタ２０の
コレクタは電圧Ｖccの直流電源に接続される。トランジ
スタ２０のエミッタは抵抗２１を介してダイオード２２
のアノードに接続され、ダイオード２２のカソードはＮ
ＰＮ形トランジスタ２３のコレクタ及びベースとＮＰＮ
形トランジスタ２４のベースに接続される。トランジス
タ２３，２４のエミツタはそれぞれ抵抗２５，２６を介
して接地され、トランジスタ２３，２４及び抵抗２５，
２６はカレントミラー回路を構成する。

【００４５】ＮＰＮ形トランジスタ２７のベースは所定
の電圧Ｖ₄が図示しない回路により印加され、トランジ
スタ２７のコレクタは抵抗２８を介して電圧Ｖccの直流
電源に接続される。トランジスタ２７のエミッタは発光
指令信号Ｉsigに比例した電流Ｉsig₂を発生する電流源
２９を介して接地され、トランジスタ２７のエミッタと
ＮＰＮ形トランジスタ３０のコレクタとが接続される。
トランジスタ３０のベースには所定の電圧Ｖ₅が図示し
ない回路から印加され、トランジスタ３０のエミッタが
抵抗３１を介して接地される。

【００４６】トランジスタ２７のコレクタはＮＰＮ形ト
ランジスタ３２のベースに接続され、トランジスタ３２
のコレクタは電圧Ｖccの直流電源に接続される。トラン
ジスタ３２のエミツタは抵抗３３を介してトランジスタ
２４のコレクタ及びＮＰＮ形トランジスタ３４のベース
に接続され、トランジスタ３４のコレクタは電圧Ｖccの
直流電源に接続される。

【００４７】トランジスタ３４のエミッタは抵抗３５，
３６を直列に介して接地されるとともにＮＰＮ形トラン
ジスタ３７のベースに接続され、トランジスタ３７のエ
ミッタは抵抗３５，３６の接続点に接続される。トラン
ジスタ３７のコレクタは半導体レーザ１１のカソードに
接続され、半導体レーザ１１のアノードは電圧Ｖ_LDの直
流電源に接続される。トランジスタ３４，３７及び抵抗
３５，３６は電流増幅器１４を構成する。

【００４８】次に、この第３実施例の動作を説明する。
電流源２９は発光指令信号Ｉsigに比例した電流Ｉsig₂
を発生し、この電流Ｉsig₂はＩsig₂＝−γκ・Ｉsigと
なる。ここに、比例定数γκは前述の通り予め設定して
おく。トランジスタ２７は電流Ｉsig₂によりエミッタ電
流が変化し、抵抗２８の両端間に電圧Ｖ₂の変化ΔＶ₂が
発生する。このΔＶ₂は、抵抗２８の抵抗値をＲ₅とする
と、ΔＶ₂＝Ｒ₅・Ｉsig₂となる。

【００４９】一方、被駆動半導体レーザ１１の光出力Ｐ
₀の一部はフォトダイオード１２により受光されてモニ
タされ、半導体レーザ１１の光強度に比例した受光信号
（モニタ電流Ｉm）が誘起される。誤差増幅器１３の入
力インピーダンスはハイインピーダンスになっており、
電流源１８による発光指令信号Ｉsigとフォトダイオー
ド１２からのモニタ電流Ｉmとの差電流（Ｉsig−Ｉm）
がキャパシタンス１９で充放電されて電圧Ｖiが発生す
る。このＶiは誤差増幅器１３により増幅されてトラン
ジスタ２０のベースに印加される。

【００５０】誤差増幅器１３の出力信号ΔＶ₃は、キャ
パシタンス１９の容量をＣf、誤差増幅器１３の電圧増
幅率をＡとすると、 ΔＶ₃＝Ａ・Ｖi ＝−Ａ・（（Ｉsig−Ｉm）／ｊωＣf となる。トランジスタ２３，２４及び抵抗２５，２６は
カレントミラー回路を構成しており、ここで、説明を簡
単にするために抵抗２５の抵抗値Ｒ₃と抵抗２６の抵抗
値Ｒ₂とが等しく、トランジスタ２３，２４のサイズが
等しいとし、また、ダイオード２２はトランジスタ２
３，２４と同一のトランジスタで構成されて特性のバラ
ツキが一致しているとすると、トランジスタ２４のコレ
クタ電流Ｉは次式のようになる。

【００５１】Ｉ＝（Ｖcc−Ｖ₃−３Ｖbe）／（Ｒ₃＋Ｒ₄）ここに、Ｖ₃はＶccと誤差増幅器１３の出力電圧との
差、Ｖbeは各トランジスタのベース・エミッタ間電圧、
Ｒ₄は抵抗２１の抵抗値である。よって、抵抗３３、ト
ランジスタ２４のコレクタ及びトランジスタ３４のベー
スが接続されている加算点ａの電位Ｖaは、抵抗３３の
抵抗値をＶ₁とすると、Ｖa＝Ｖcc−Ｖ₂−Ｖbe−（Ｖcc−Ｖ₃−３Ｖbe）Ｒ₁／
（Ｒ₃＋Ｒ₄）となり、Ｒ₁＝Ｒ₃＋Ｒ₄となるように抵抗２１，２５，
３３の抵抗値Ｒ₁，Ｒ₃，Ｒ₄を選ぶと、Ｖa＝Ｖ₃−Ｖ₂＋２Ｖbe となり、電源電圧Ｖccの変動の影響がなくなる。

【００５２】この加算点ａは第１実施例の電流加算点ａ
に相当し、本実施例では電流増幅器１４をトランジスタ
３４，３７及び抵抗３５，３６により構成している。こ
のため、抵抗３５，３６及びトランジスタ３７のエミッ
タが接続された点ｂの電位Ｖbは、Ｖb＝Ｖ₃−Ｖ₂ となる。このＶbは、Ｖbeの項も相殺され、Ｖ₃及びＶ₂
のバイアス電圧を安定した基準電源から設定しておく
と、電源電圧Ｖccの変動及びＶbeの温度変化や特性のバ
ラツキによらない安定した電位が得られる。従って、半
導体レーザ１１には安定したオフセツト電流Ｉoff（＝
Ｖb／Ｒ_E、Ｒ_E：抵抗３６の抵抗値）が流れる。また、
ａ点の電圧変化ΔＶaは、 ΔＶa＝−（ΔＶ₃−ΔＶ₂）となり、半導体レーザ１１を流れる制御電流Ｉ_LDは次の
ようになる。

【００５３】Ｉ_LD＝−（ΔＶ₃−ΔＶ₂）／Ｒ_E ＝−（−Ａ・（Ｉsig−Ｉm）／ｊωＣf＋Ｒ₅・Ｉsig₂）／Ｒ_E ＝（Ａ・（Ｉsig−Ｉm）／ｊωＣf＋Ｒ₅・γκ・Ｉsig）／Ｒ_E よって、半導体レーザ１１の制御電流は第１実施例のそ
れ（（１）式）と同様な形となり、第１実施例と同様な
構成を実現できて第１実施例と同様な効果が得られる。

【００５４】ここでは、電流増幅器１４をトランジスタ
３４，３７及び抵抗３５，３６により構成しているが、
電流増幅器１４を第２実施例のようにトランジスタ１６
及び抵抗１７により構成する場合にはダイオード２２を
取り除けばよい。なお、電圧Ｖ₅をベースに印加したト
ランジスタ３０及び抵抗３１はトランジスタ２７に一定
のエミッタ電流をオフセット電流として流しておくため
のものであり、Ｉsig₂が小さい場合のリニアリティを改
善する。このように、第３実施例では、簡単な構成で第
１実施例と同様な効果が得られ、かつ、電源電圧Ｖccの
変動及びＶbeの温度変化や特性のバラツキによらない安
定した電流で半導体レーザ１１を駆動できる。

【００５５】図４は本発明の第４実施例を示す。この第
４実施例は請求項４記載の発明を適用した半導体レーザ
制御装置の実施例である。第３実施例においては、抵抗
３３はトランジスタ２４のコレクタ容量等の寄生容量Ｃ
_Xとでローパスフィルタとなるので、高速化の妨げとな
る。この問題を改善するため、第４実施例は、上記第３
実施例において、抵抗３３と並列に容量Ｃ₁（≫Ｃ_X）の
キャパシタンス３８を接続したものであり、寄生容量の
影響を無視でき、高速動作が可能となる。また、第４実
施例では、同様に抵抗２６，２５，２１にそれぞれ並列
にキャパシタンス３９〜４１を接続して高速化を計って
いる。なお、第４実施例の他の部分は第３実施例と同様
である。

【００５６】図５は本発明の第５実施例を示す。この第
５実施例は請求項５記載の発明を適用した半導体レーザ
制御装置の実施例である。第４実施例においては、抵抗
３３及びキャパシタンス３８を並列に接続した回路のイ
ンピーダンスをＺ₁、抵抗２６及びキャパシタンス３９
を並列に接続した回路のインピーダンスをＺ₂、抵抗２
５及びキャパシタンス４０を並列に接続した回路のイン
ピーダンスをＺ₃、抵抗２１及びキャパシタンス４１を
並列に接続した回路のインピーダンスをＺ₄とすると、
ａ点の電位Ｖaは次式のようになる。

【００５７】Ｖa＝Ｖcc−Ｖ₂−Ｖbe−（Ｖcc−Ｖ₃−３
Ｖbe）Ｚ₁／（Ｚ₃＋Ｚ₄）よって、周波数特性を向上させるためには、Ｚ₁＝Ｚ₃＋
Ｚ₄とすればよい。そこで、第５実施例は、第４実施例
において、抵抗３３及びキャパシタンス３８を並列に接
続した回路の代りに、抵抗３３及びキャパシタンス３８
を並列に接続した回路と，抵抗４２及びキャパシタンス
４３を並列に接続した回路とを直列に接続したものを用
いるようにしたものであり、周波数特性を向上させるこ
とができる。

【００５８】ここに、抵抗４２の抵抗値をＲ₈、キャパ
シタンス４３の容量をＣ₅とすると、Ｚ₁＝Ｒ₁／（１＋ｊωＲ₁Ｃ₁）＋Ｒ₈／（１＋ｊωＲ₈Ｃ
₅）Ｚ₃＋Ｚ₄＝Ｒ₄／（１＋ｊωＲ₄Ｃ₄）＋Ｒ₃／（１＋ｊω
Ｒ₃Ｃ₃）であるので、第５実施例ではＲ₁＝Ｒ₄、Ｃ₁＝Ｃ₄、Ｒ₈
＝Ｒ₃、Ｃ₅＝Ｃ₃とすることにより、Ｚ₁＝Ｚ₃＋Ｚ₄を成
立させている。なお、第５実施例の他の部分は第４実施
例と同様である。

【００５９】ところで、図４の第４実施例は、加算点ａ
を基準とした交流等価回路を図６に示すようにモデル化
することができる。図６において、抵抗３３、キャパシ
タンス３８、ａ点及びｃ点（トランジスタ３２のエミッ
タ、抵抗３３及びキャパシタンス３８が接続された点）
は図４と一致する。Ｒ₀は電流増幅器１４の入力インピ
ーダンスの抵抗分であり、Ｃ₀は電流増幅器１４の入力
インピーダンスのキャパシタンス分である。ここで、ｃ
点に印加される電圧信号をＶ₁、電流増幅器１４の入力
インピーダンスをＺ₀とすると、ａ点の電圧Ｖ₀は次式と
なる。

【００６０】Ｖ₀＝Ｖ₁・Ｚ₀／（Ｚ₀＋Ｚ₁）この式において、Ｚ₀／（Ｚ₀＋Ｚ₁）の項は、低周波域
ではＲ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）、高周波域ではＣ₀／（Ｃ₀＋
Ｃ₁）と近似できる。Ｒ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）≠Ｃ₀／（Ｃ₀＋
Ｃ₁）になると、ｃ点に電圧信号Ｖ₁として矩形波を印加
してもａ点の電圧Ｖ₀は完全な矩形波にならない。例え
ば、Ｒ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）＞Ｃ₀／（Ｃ₀＋Ｃ₁）の場合に
は、Ｖ₀は図７に示すような波形となり、Ｖ₀の所望値と
の差分Δ（網点部分）は次のように表わせる。

【００６１】Δ＝Δ₀・exp(−ｔ／τ₀)・Ｖ₁ Δ₀＝Ｒ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）−Ｃ₀／（Ｃ₀＋Ｃ₁） τ₀：時定数ｔ：時間よって、このΔ₀が増大すると、立ち上がり時（ｔ＝０
の時）の電圧差分（１／Ｋ）Ｖ₀（＝Δ₀・Ｖ₁）は増大
し、所望の波形が得られなくなるという問題が生ずる。

【００６２】そこで、本発明の第６実施例は、上記第４
実施例において、Ｒ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）＝Ｃ₀／（Ｃ₀＋
Ｃ₁）となるように、つまり、Ｒ₀・Ｃ₀＝Ｒ₁・Ｃ₁とな
るように、もしくはＲ₀／（Ｒ₀＋Ｒ₁）≒Ｃ₀／（Ｃ₀＋
Ｃ₁）となるように、つまり、Ｒ₀・Ｃ₀≒Ｒ₁・Ｃ₁とな
るようにＲ₁及びＣ₁を決定したものであり、Ｖ₀の所望
値との差分Δがほとんどなくなり、Ｖ₀の発光指令信号
に比例した値からのずれをほとんどなくすことができ
る。

【００６３】また、上記Δを図６のａ点またはｃ点に加
えてΔの補償を行うと、つまり、入力信号の１／Ｋ倍の
振幅で時定数τ₀にて減少する補償信号によりΔの補償
を行うと、前述したＶ₀の発光指令信号に比例した値か
らのずれの問題を大幅に改善できる。図８はそのような
補償を行うための補償器を付加した本発明の第７実施例
を示す。この第７実施例は、請求項７記載の発明の実施
例であり、上記第１実施例の半導体レーザ制御装置に補
償器４４を付加したものである。

【００６４】補償器４４は補償信号として電流駆動部１
５の出力信号の発光指令信号に比例した値からの差分信
号を発光指令信号から求め、トランジスタ１６及び抵抗
１７からなる電流増幅器１４は誤差増幅器１３の出力と
電流駆動部１５の出力と補償器４４の出力とを加算点ｈ
で加算した信号を増幅して半導体レーザ１１を駆動す
る。従って、Ｖ₀の発光指令信号に比例した値からのず
れを補償することができる。

【００６５】図９は本発明の第８実施例の一部を示し、
図１０は第８実施例の各信号波形を示す。この第８実施
例は、請求項８記載の発明の実施例であり、上記第７実
施例において、補償器４４を、発光指令信号Ｖ₁を定数
（１／Ｋ）倍させる定数倍回路４５，４６と、この第１
の手段４５で発光指令信号Ｖ₁を定数倍させた信号の微
分波形信号を生成させる微分器４７とにより構成したも
のである。

【００６６】発光指令信号Ｖ₁は、定数倍回路４５によ
り定数（１／ｋ）倍されて微分器４７により微分され、
定数倍回路４６により定数（１／ｋ’）倍される。ここ
に、１／ｋ×１／ｋ’＝１／Ｋである。定数倍回路４６
からの補償信号Ｖeは、電流駆動部１５の出力と加算点
ｈで加算されて誤差増幅器１３の出力Ｖdと加算点ａで
加算された後に電流増幅器１４に入力される。なお、第
８実施例の他の部分は第７実施例と同様である。この第
８実施例では、補償器４４を定数倍回路４５，４６と微
分器４７とにより構成したので、簡単な構成で第７実施
例と同様な効果が得られる。なお、定数倍回路は２つの
定数倍回路４５，４６を組み合わせて構成したが、いず
れか一方の定数倍回路で入力信号を１／Ｋするようにし
てもよい。

【００６７】図１１は本発明の第９実施例の一部を示
し、図１２は第９実施例の各信号波形を示す。この第９
実施例は、請求項９記載の発明の実施例であり、上記第
７実施例において、補償器４４を定数倍回路４５，４６
及び積分器４８により構成し、かつ、定数倍回路４９を
設けたものである。発光指令信号Ｖ₁は定数倍回路４５
により定数（１／ｋ）倍されて積分器４８により積分さ
れ、積分器４８の出力信号Ｖe₁と定数倍回路４５の出力
信号Ｖe₂とが加算点ｆで加算されて定数倍回路４６によ
り定数（１／ｋ’）倍される。また、発光指令信号Ｖ₁
は定数倍回路４９により（１＋２／Ｋ）倍されて電流駆
動部１５により発光指令信号に比例した電流を出力し、
定数倍回路４６からの補償信号Ｖeは減算点ｇで電流駆
動部１５の出力Ｖｄから減算されて誤差増幅器１３の出
力と加算点ａで加算された後に電流増幅器１４に入力さ
れる。第９実施例の他の部分は第７実施例と同様であ
る。

【００６８】この第９実施例では、補償器４４を定数倍
回路４５，４６及び積分器４８により構成し、かつ、定
数倍回路４９を設けたので、積分波形信号Ｖｅ_１をもと
に生成された補償信号が高周波成分を含まず、補償器の
設計が容易になる。なお、定数倍回路は２つの定数倍回
路４５，４６を組み合わせて構成したが、いずれか一方
の定数倍回路で入力信号を１／Ｋするようにしてもよ
い。また、補償信号は発光指令信号Ｖ₁を１／Ｋ倍した
積分波形信号のみとし、発光指令信号Ｖ₁を定数倍回路
４９により定数（１＋１／Ｋ）倍して補償信号を減算点
ｇで電流駆動部１５の出力から減算するようにしても同
様な補償を行うことができる。

【００６９】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光部により
モニタして該半導体レーザの出力強度に比例するモニタ
信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが等しくな
るように前記半導体レーザの順方向電流を制御する半導
体レーザ制御装置において、前記発光指令信号と前記モ
ニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、前記発光
指令信号に比例した電流を出力する電流駆動部と、前記
誤差増幅器の出力と前記電流駆動部の出力とを加算した
信号を増幅する電流増幅器とを備え、この電流増幅器の
出力電流により前記半導体レーザを制御するので、誤差
増幅器及び電流駆動部のそれぞれの出力部に別々の電流
増幅器を設ける必要がなくなって誤差増幅器及び電流駆
動部が電流増幅器を共通化でき、ＩＣ化の際の消費電流
を低減でき、トランジスタサイズの大きなトランジスタ
の数を減らすことができ、チップ面積を小さくできてチ
ップサイズを低減できる。更に電流加算部分をＩＣ内に
組み込むことができて寄生素子の影響を小さくでき、高
速な電流加算が可能となって高速な半導体レーザ制御が
可能となる。

【００７０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の半導体レーザ制御装置において、前記電流増幅器を
トランジスタと，該トランジスタのエミッタに接続した
抵抗とで構成し、前記誤差増幅器の出力と前記電流駆動
部の出力とを加算した信号を前記トランジスタのベース
に印加して前記抵抗により前記半導体レーザの順方向電
流に変換するので、簡単な構成で請求項１記載の発明と
同様な効果が得られる。

【００７１】請求項３記載の発明によれば、被駆動半導
体レーザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半
導体レーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、この
モニタ信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装
置において、前記発光指令信号に比例した電流によりエ
ミッタ電流が変化する第１のトランジスタと、この第１
のトランジスタのコレクタに接続された第１の抵抗と、
この第１の抵抗にベースが接続された第２のトランジス
タと、この第２のトランジスタのエミッタに一端が接続
された第２の抵抗と、前記発光指令信号と前記モニタ信
号との差電流を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器
の出力側がベースに接続された第３のトランジスタと、
この第３のトランジスタのエミッタに一端が接続された
第３の抵抗と、この第３の抵抗の他端にコレクタとベー
スが接続された第４のトランジスタと、この第４のトラ
ンジスタのエミッタに一端が接続された第４の抵抗と、
前記第４のトランジスタのベースにベースが接続された
第５のトランジスタと、この第５のトランジスタのエミ
ッタに一端が接続された第５の抵抗と、前記第２の抵抗
の他端と前記第５のトランジスタのコレクタとに入力側
が接続された電流増幅器とを備え、この電流増幅器の出
力電流により前記半導体レーザを制御するので、簡単な
構成で請求項１記載の発明と同様な効果が得られ、か
つ、電源電圧の変動及びトランジスタのベース・エミッ
タ間電圧の温度変化や特性のバラツキによらない安定し
た電流で半導体レーザを駆動できる。

【００７２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の半導体レーザ制御装置において、前記第２の抵抗、
前記第３の抵抗、前記第４の抵抗及び前記第５の抵抗と
それぞれ並列に第１のキャパシタンス、第２のキャパシ
タンス、第３のキャパシタンス及び第４のキャパシタン
スを接続したので、寄生容量の影響を無視でき、高速な
半導体レーザ制御が可能となる。

【００７３】請求項５記載の発明によれば、被駆動半導
体レーザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半
導体レーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、この
モニタ信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装
置において、前記発光指令信号に比例した電流によりエ
ミッタ電流が変化する第１のトランジスタと、この第１
のトランジスタのコレクタに接続された第１の抵抗と、
この第１の抵抗にベースが接続された第２のトランジス
タと、この第２のトランジスタのエミッタに一端が接続
された第６の抵抗と、この第６の抵抗と並列に接続され
た第５のキャパシタンスと、前記第６の抵抗の他端に一
端が接続された第７の抵抗と、この第７の抵抗と並列に
接続された第６のキャパシタンスと、前記発光指令信号
と前記モニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、
この誤差増幅器の出力側がベースに接続された第３のト
ランジスタと、この第３のトランジスタのエミッタに一
端が接続され前記第６の抵抗と抵抗値が等しい第３の抵
抗と、この第３の抵抗と並列に接続され前記第５のキャ
パシタンスと容量が等しい第２のキャパシタンスと、前
記第３の抵抗の他端にコレクタとベースが接続された第
４のトランジスタと、この第４のトランジスタのエミッ
タに一端が接続され前記第７の抵抗と抵抗値が等しい第
４の抵抗と、この第４の抵抗に並列に接続され前記第６
のキャパシタンスと容量が等しい第３のキャパシタンス
と、前記第４のトランジスタのベースにベースが接続さ
れた第５のトランジスタと、この第５のトランジスタの
エミッタに一端が接続された第５の抵抗と、この第５の
抵抗に並列に接続された第４のキャパシタンスと、前記
第７の抵抗の他端と前記第５のトランジスタのコレクタ
とに入力側が接続された電流増幅器とを備え、この電流
増幅器の出力電流により前記半導体レーザを制御するの
で、周波数特性を向上させることができ、さらに高速な
半導体レーザ制御が可能となる。

【００７４】請求項６記載の発明によれば、請求項４記
載の半導体レーザ制御装置において、前記第２の抵抗の
抵抗値と前記第１のキャパシタンスの容量とを掛けた値
を、前記電流増幅器の入力インピーダンスの抵抗分とキ
ャパシタンス分とを掛けた値に等しく、もしくはほぼ等
しくなるようにしたので、発光指令信号に比例した値か
らのずれがほとんどないように半導体レーザ制御を行う
ことができる。

【００７５】請求項７記載の発明によれば、被駆動半導
体レーザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半
導体レーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、この
モニタ信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装
置において、前記発光指令信号と前記モニタ信号との差
電流を増幅する誤差増幅器と、前記発光指令信号に比例
した電流を出力する電流駆動部と、この電流駆動部の出
力信号の前記発光指令信号に比例した値からの差分信号
を発生させる補償器と、前記誤差増幅器の出力と前記電
流駆動部の出力と前記補償器の出力とを加算した信号を
増幅する電流増幅器とを備え、この電流増幅器の出力電
流により前記半導体レーザを制御するので、発光指令信
号に比例した値からのずれを補償することができる。

【００７６】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の半導体レーザ制御装置において、前記補償器を、前
記発光指令信号を定数倍させる第１の手段と、この第１
の手段で前記発光指令信号を定数倍させた信号の微分波
形信号を生成させる第２の手段とにより構成したので、
簡単な構成で請求項７記載の発明と同様な効果が得られ
る。

【００７７】請求項９記載の発明によれば、被駆動半導
体レーザの光出力の一部を受光部によりモニタして該半
導体レーザの出力強度に比例するモニタ信号を得、この
モニタ信号と発光指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する半導体レーザ制御装
置において、前記発光指令信号と前記モニタ信号との差
電流を増幅する誤差増幅器と、前記発光指令信号を（１
＋２／Ｋ）倍する第３の手段と、この第３の手段の出力
を入力信号として前記発光指令信号に比例した電流を出
力する電流駆動部と、前記発光指令信号を１／Ｋ倍する
第４の手段，この第４の手段の出力の積分波形信号を生
成する第５の手段，この第５の手段の出力と前記第４の
手段の出力とを加算する第６の手段により構成され前記
電流駆動部の出力信号の前記発光指令信号に比例した値
からの差分信号を発生させる補償器と、前記電流駆動部
の出力から前記第６の手段の出力を減算する第７の手段
と、この第７の手段の出力と前記誤差増幅器の出力とを
加算した信号を増幅する電流増幅器とを備え、この電流
増幅器の出力電流により前記半導体レーザを制御するの
で、積分波形信号をもとに生成された補償信号が高周波
成分を含まず、補償器の設計が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３実施例を示す回路図である。

【図４】本発明の第４実施例を示す回路図である。

【図５】本発明の第５実施例を示す回路図である。

【図６】上記第４実施例の一部の交流等価回路を示す回
路図である。

【図７】上記第４実施例の信号波形を示す波形図であ
る。

【図８】本発明の第７実施例を示すブロック図である。

【図９】本発明の第８実施例を示すブロック図である。

【図１０】同第８実施例の各信号波形を示す波形図であ
る。

【図１１】本発明の第９実施例を示すブロック図であ
る。

【図１２】同第９実施例の各信号波形を示す波形図であ
る。

【図１３】従来の半導体レーザ制御装置を示すブロック
図である。

【図１４】同半導体レーザ制御装置を詳しく示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１１半導体レーザ１２フォトダイオード１３誤差増幅器１４電流増幅器１５電流駆動部１６，２０，２３，２４，２７，３０，３２，３４３７
トランジスタ１７，２１，２５，２６，２８，３１，３３，３５，３
６，４２抵抗１８，２９電流源１９，３８〜４１，４３キャパシタンス２２ダイオード４４補償器４５，４６，４９定数倍回路４７微分器４８積分器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光
部によりモニタして該半導体レーザの出力強度に比例す
るモニタ信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが
等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御
する半導体レーザ制御装置において、前記発光指令信号
と前記モニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、
前記発光指令信号に比例した電流を出力する電流駆動部
と、前記誤差増幅器の出力と前記電流駆動部の出力とを
加算した信号を増幅する電流増幅器とを備え、この電流
増幅器の出力電流により前記半導体レーザを制御するこ
とを特徴とする半導体レーザ制御装置。
【請求項２】請求項１記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記電流増幅器をトランジスタと，該トランジス
タのエミッタに接続した抵抗とで構成し、前記誤差増幅
器の出力と前記電流駆動部の出力とを加算した信号を前
記トランジスタのベースに印加して前記抵抗により前記
半導体レーザの順方向電流に変換することを特徴とする
半導体レーザ制御装置。
【請求項３】被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光
部によりモニタして該半導体レーザの出力強度に比例す
るモニタ信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが
等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御
する半導体レーザ制御装置において、前記発光指令信号
に比例した電流によりエミッタ電流が変化する第１のト
ランジスタと、この第１のトランジスタのコレクタに接
続された第１の抵抗と、この第１の抵抗にベースが接続
された第２のトランジスタと、この第２のトランジスタ
のエミッタに一端が接続された第２の抵抗と、前記発光
指令信号と前記モニタ信号との差電流を増幅する誤差増
幅器と、この誤差増幅器の出力側がベースに接続された
第３のトランジスタと、この第３のトランジスタのエミ
ッタに一端が接続された第３の抵抗と、この第３の抵抗
の他端にコレクタとベースが接続された第４のトランジ
スタと、この第４のトランジスタのエミッタに一端が接
続された第４の抵抗と、前記第４のトランジスタのベー
スにベースが接続された第５のトランジスタと、この第
５のトランジスタのエミッタに一端が接続された第５の
抵抗と、前記第２の抵抗の他端と前記第５のトランジス
タのコレクタとに入力側が接続された電流増幅器とを備
え、この電流増幅器の出力電流により前記半導体レーザ
を制御することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
【請求項４】請求項３記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記第２の抵抗、前記第３の抵抗、前記第４の抵
抗及び前記第５の抵抗とそれぞれ並列に第１のキャパシ
タンス、第２のキャパシタンス、第３のキャパシタンス
及び第４のキャパシタンスを接続したことを特徴とする
半導体レーザ制御装置。
【請求項５】被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光
部によりモニタして該半導体レーザの出力強度に比例す
るモニタ信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが
等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御
する半導体レーザ制御装置において、前記発光指令信号
に比例した電流によりエミッタ電流が変化する第１のト
ランジスタと、この第１のトランジスタのコレクタに接
続された第１の抵抗と、この第１の抵抗にベースが接続
された第２のトランジスタと、この第２のトランジスタ
のエミッタに一端が接続された第６の抵抗と、この第６
の抵抗と並列に接続された第５のキャパシタンスと、前
記第６の抵抗の他端に一端が接続された第７の抵抗と、
この第７の抵抗と並列に接続された第６のキャパシタン
スと、前記発光指令信号と前記モニタ信号との差電流を
増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力側がベー
スに接続された第３のトランジスタと、この第３のトラ
ンジスタのエミッタに一端が接続され前記第６の抵抗と
抵抗値が等しい第３の抵抗と、この第３の抵抗と並列に
接続され前記第５のキャパシタンスと容量が等しい第２
のキャパシタンスと、前記第３の抵抗の他端にコレクタ
とベースが接続された第４のトランジスタと、この第４
のトランジスタのエミッタに一端が接続され前記第７の
抵抗と抵抗値が等しい第４の抵抗と、この第４の抵抗に
並列に接続され前記第６のキャパシタンスと容量が等し
い第３のキャパシタンスと、前記第４のトランジスタの
ベースにベースが接続された第５のトランジスタと、こ
の第５のトランジスタのエミッタに一端が接続された第
５の抵抗と、この第５の抵抗に並列に接続された第４の
キャパシタンスと、前記第７の抵抗の他端と前記第５の
トランジスタのコレクタとに入力側が接続された電流増
幅器とを備え、この電流増幅器の出力電流により前記半
導体レーザを制御することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。
【請求項６】請求項４記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記第２の抵抗の抵抗値と前記第１のキャパシタ
ンスの容量とを掛けた値を、前記電流増幅器の入力イン
ピーダンスの抵抗分とキャパシタンス分とを掛けた値に
等しく、もしくはほぼ等しくなるようにしたことを特徴
とする半導体レーザ制御装置。
【請求項７】被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光
部によりモニタして該半導体レーザの出力強度に比例す
るモニタ信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが
等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御
する半導体レーザ制御装置において、前記発光指令信号
と前記モニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、
前記発光指令信号に比例した電流を出力する電流駆動部
と、この電流駆動部の出力信号の前記発光指令信号に比
例した値からの差分信号を発生させる補償器と、前記誤
差増幅器の出力と前記電流駆動部の出力と前記補償器の
出力とを加算した信号を増幅する電流増幅器とを備え、
この電流増幅器の出力電流により前記半導体レーザを制
御することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
【請求項８】請求項７記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記補償器を、前記発光指令信号を定数倍させる
第１の手段と、この第１の手段で前記発光指令信号を定
数倍させた信号の微分波形信号を生成させる第２の手段
とにより構成したことを特徴とする半導体レーザ制御装
置。
【請求項９】被駆動半導体レーザの光出力の一部を受光
部によりモニタして該半導体レーザの出力強度に比例す
るモニタ信号を得、このモニタ信号と発光指令信号とが
等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御
する半導体レーザ制御装置において、前記発光指令信号
と前記モニタ信号との差電流を増幅する誤差増幅器と、
前記発光指令信号を（１＋２／Ｋ）倍する第３の手段
と、この第３の手段の出力を入力信号として前記発光指
令信号に比例した電流を出力する電流駆動部と、前記発
光指令信号を１／Ｋ倍する第４の手段，この第４の手段
の出力の積分波形信号を生成する第５の手段，この第５
の手段の出力と前記第４の手段の出力とを加算する第６
の手段により構成され前記電流駆動部の出力信号の前記
発光指令信号に比例した値からの差分信号を発生させる
補償器と、前記電流駆動部の出力から前記第６の手段の
出力を減算する第７の手段と、この第７の手段の出力と
前記誤差増幅器の出力とを加算した信号を増幅する電流
増幅器とを備え、この電流増幅器の出力電流により前記
半導体レーザを制御することを特徴とする半導体レーザ
制御装置。