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JP2009021287A - Light output controller for laser diode - Google Patents

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JP2009021287A
JP2009021287A JP2007180968A JP2007180968A JP2009021287A JP 2009021287 A JP2009021287 A JP 2009021287A JP 2007180968 A JP2007180968 A JP 2007180968A JP 2007180968 A JP2007180968 A JP 2007180968A JP 2009021287 A JP2009021287 A JP 2009021287A
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Japan
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laser diode
light output
output
drive current
value
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JP2007180968A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Inoue
修司 井上
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Abstract

【課題】経年変化による光出力低下に対して、レーザダイオードを駆動する電流値の増加を防止し、寿命の延長を図ることができるレーザダイオードの光出力制御装置を提供する。
【解決手段】レーザダイオードの光出力制御装置は、レーザダイオードの光出力をフィードバックして自動光量制御を行うレーザダイオードの光出力制御装置であって、レーザダイオードと、レーザダイオードを駆動する駆動手段と、レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出手段と、駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、光出力と駆動電流とからレーザダイオードの劣化を判定する劣化判定手段と、その判定結果に基づいてレーザダイオードの光出力調整値を生成する光出力調整値発生手段と、光出力目標値と光出力調整値と光出力により、レーザダイオードの光出力の大きさを制御する信号を駆動手段に出力する光出力制御手段と、を備える。
【選択図】図1
Provided is a laser diode light output control device capable of preventing an increase in a current value for driving a laser diode and extending a life against a decrease in light output due to secular change.
An optical output control device for a laser diode is an optical output control device for a laser diode that performs automatic light quantity control by feeding back an optical output of the laser diode, the laser diode, and a driving means for driving the laser diode; A light output detection means for detecting the light output of the laser diode, a drive current detection means for detecting the drive current, a deterioration determination means for determining the deterioration of the laser diode from the light output and the drive current, and based on the determination result The optical output adjustment value generating means for generating the optical output adjustment value of the laser diode, and a signal for controlling the optical output magnitude of the laser diode is output to the driving means by the optical output target value, the optical output adjustment value, and the optical output. Light output control means.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ディスプレイに用いるレーザダイオードの光出力制御装置に関する。   The present invention relates to a light output control device for a laser diode used in a display.

レーザダイオードは経年変化により、同じ光出力を得るための駆動電流が増加していくという特性をもつ。そこで、レーザに流れる電流の大きさを検出し、その電流の大きさが所定の基準値以下の場合には光出力を一定にする制御を行い、電流値が基準値に達した場合には駆動電流を一定にする制御を選択する方法が提案されている(以下、特許文献1参照。)。   The laser diode has a characteristic that the drive current for obtaining the same optical output increases with aging. Therefore, the magnitude of the current flowing to the laser is detected, and if the magnitude of the current is below a predetermined reference value, the light output is controlled to be constant, and the drive is performed when the current value reaches the reference value. There has been proposed a method of selecting a control for keeping the current constant (refer to Patent Document 1 below).

図7は、従来のレーザダイオードの光出力制御装置の構成を示すブロック図である。従来の光出力制御装置の構成について、図7を用いて簡単に説明する。
従来のレーザダイオードの光出力制御装置では、駆動手段2によりレーザダイオード3を駆動する。レーザダイオード3の光出力を光出力検出手段5で検出して光制御手段12に入力し、光出力目標値との差分に応じて駆動手段2への電流指令値を切り替え手段9に出力する。一方、駆動手段2の電流値を電流検出手段4で検出して電流制御手段8に入力し、電流目標値との差分に応じて駆動手段2への電流指令値を切り替え手段9に出力する。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional laser diode light output control device. The configuration of a conventional light output control device will be briefly described with reference to FIG.
In the conventional laser diode light output control device, the laser diode 3 is driven by the driving means 2. The light output of the laser diode 3 is detected by the light output detection means 5 and input to the light control means 12, and a current command value to the drive means 2 is output to the switching means 9 according to the difference from the light output target value. On the other hand, the current value of the drive means 2 is detected by the current detection means 4 and input to the current control means 8, and the current command value to the drive means 2 is output to the switching means 9 according to the difference from the current target value.

図4(a)を用いて、従来のレーザダイオードの光出力制御の方法を説明する。図4(a)は、従来の光出力制御方法におけるレーザダイオードの光出力、電流の時間に対する変化を示すグラフである。この従来の光出力制御方法では、以下に説明するように、電流について基準値との大小関係に応じて電流自体を制御している。
(a)電流検出手段4の値が基準値より小さければ、切り替え手段9によって光制御手段12の出力を選択して光出力目標値に光出力が一致するように制御される。これは一般にAPC制御と呼ばれている。
(b)一方、電流検出手段4の値が基準値より大きければ、切り替え手段9によって電流制御手段8の出力を選択して電流目標値に駆動電流値が一致するように制御される。これは一般的にACC制御と呼ばれている。
上述のように、APC制御時は動作時間の経過と共に光出力を一定にするために電流値が少しずつ増加していく。その後、この電流値がある基準値に達したらACC制御に切り替えて電流値を一定にする。
A conventional method for controlling the light output of a laser diode will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a graph showing changes in the optical output and current of the laser diode with respect to time in the conventional optical output control method. In this conventional light output control method, as described below, the current itself is controlled in accordance with the magnitude relationship between the current and the reference value.
(A) If the value of the current detection means 4 is smaller than the reference value, the output of the light control means 12 is selected by the switching means 9 and the light output is controlled to match the light output target value. This is generally called APC control.
(B) On the other hand, if the value of the current detection means 4 is larger than the reference value, the output of the current control means 8 is selected by the switching means 9 so that the drive current value matches the current target value. This is generally called ACC control.
As described above, during APC control, the current value gradually increases with the lapse of operation time in order to keep the light output constant. Thereafter, when the current value reaches a certain reference value, the current value is made constant by switching to ACC control.

特開平10−178229号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-178229

しかしながら、従来の方法では電流値を一定に保つことができるが、経年変化による劣化によってレーザダイオードの光出力は低下していき、電流値一定でも光出力は変動するという課題がある。このような経年変化による光出力の変化はディスプレイの光源として用いた場合には輝度の変化となって好ましくない。
また、経年変化による光出力低下に対して電流値を増加することで輝度を上げようとするとレーザダイオードの寿命を短くする場合があった。
However, the conventional method can keep the current value constant, but there is a problem that the light output of the laser diode decreases due to deterioration due to secular change, and the light output fluctuates even if the current value is constant. Such a change in light output due to secular change is not preferable because it changes in luminance when used as a light source for a display.
In addition, there is a case where the lifetime of the laser diode is shortened when an attempt is made to increase the luminance by increasing the current value in response to a decrease in light output due to secular change.

本発明の目的は、経年変化による光出力低下に対して、レーザダイオードを駆動する電流値の増加を防止し、寿命の延長を図ることができるレーザダイオードの光出力制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser diode light output control device capable of preventing an increase in the current value for driving a laser diode and extending its life against a decrease in light output due to secular change. .

前記課題を解決するために、本発明に係る光出力制御装置は、レーザダイオードの光出力をフィードバックして自動光量制御を行うレーザダイオードの光出力制御装置であって、
レーザダイオードと
前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、
前記レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出手段と、
前記レーザダイオードの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
前記光出力検出手段の出力と前記駆動電流検出手段の出力とから、前記レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定手段と、
前記劣化判定手段の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の調整値を生成する光出力調整値発生手段と、
光出力目標値と前記光出力調整値発生手段の出力と前記光出力検出手段の出力により、前記レーザダイオードの光出力の大きさを制御する信号を前記駆動手段に出力する光出力制御手段と
を備え、
前記レーザダイオードの光出力と駆動電流とに基づいて前記レーザダイオードの劣化を判定し、前記判定結果に応じて前記レーザダイオードの光出力を変化させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a light output control device according to the present invention is a laser diode light output control device that performs automatic light amount control by feeding back the light output of a laser diode,
A laser diode and driving means for driving the laser diode;
A light output detecting means for detecting a light output of the laser diode;
Drive current detection means for detecting the drive current of the laser diode;
Degradation determination means for determining deterioration of the laser diode from the output of the light output detection means and the output of the drive current detection means;
A light output adjustment value generating means for generating a light output adjustment value of the laser diode based on the determination result of the deterioration determination means;
A light output control means for outputting a signal for controlling the magnitude of the light output of the laser diode to the drive means according to the light output target value, the output of the light output adjustment value generating means, and the output of the light output detection means; Prepared,
Deterioration of the laser diode is determined based on the light output of the laser diode and a drive current, and the light output of the laser diode is changed according to the determination result.

また、前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの光出力と前記駆動電流との比を基準値と比較して前記レーザダイオードの劣化を判定してもよい。
Further, the deterioration determining means includes
The deterioration of the laser diode may be determined by comparing the ratio between the optical output of the laser diode and the drive current with a reference value.

さらに、前記光出力調整値発生手段は、
(a)前記レーザダイオードの光出力と駆動電流との比が基準値より大きい時は0の光出力調整値を出力し、
(b)前記レーザダイオードの光出力と駆動電流との比が基準値より小さい時は、前記光出力と駆動電流との比と前記基準値との差分に比例した量の光出力調整値を出力する、
こととしてもよい。
Further, the light output adjustment value generating means
(A) When the ratio between the light output of the laser diode and the drive current is larger than a reference value, a light output adjustment value of 0 is output;
(B) When the ratio between the optical output of the laser diode and the drive current is smaller than a reference value, an optical output adjustment value in an amount proportional to the difference between the ratio of the optical output and the drive current and the reference value is output. To
It is good as well.

またさらに、前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの初期状態での光出力と駆動電流との比を基準値として前記レーザダイオードの劣化を判定してもよい。
Still further, the deterioration determining means includes
The deterioration of the laser diode may be determined using a ratio between the optical output and the drive current in the initial state of the laser diode as a reference value.

また、前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの光出力と前記駆動電流とに基づいて前記光出力の駆動電流に対する増加率を算出し、前記光出力の増加率を基準値と比較して前記レーザダイオードの劣化を判定してもよい。
Further, the deterioration determining means includes
An increase rate of the optical output with respect to the drive current is calculated based on the optical output of the laser diode and the drive current, and the deterioration rate of the laser diode is determined by comparing the increase rate of the optical output with a reference value. Good.

さらに、前記光出力調整値発生手段は、
(a)前記レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より大きい時は0の光出力調整値を出力し、
(b)前記レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より小さい時は、前記増加率と前記基準値との差分に比例した量の光出力調整値を出力する、
こととしてもよい。
Further, the light output adjustment value generating means
(A) when the rate of increase of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is larger than a reference value, an optical output adjustment value of 0 is output;
(B) When the increase rate of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is smaller than a reference value, an optical output adjustment value in an amount proportional to the difference between the increase rate and the reference value is output.
It is good as well.

またさらに、前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの初期状態での光出力の駆動電流に対する増加率を基準値として前記レーザダイオードの劣化を判定してもよい。
Still further, the deterioration determining means includes
The deterioration of the laser diode may be determined using an increase rate of the optical output with respect to the drive current in the initial state of the laser diode as a reference value.

また、前記光出力調整値発生手段は、
所定のタイミング信号に同期して、前記光出力調整値を更新してもよい。
The light output adjustment value generating means is
The light output adjustment value may be updated in synchronization with a predetermined timing signal.

さらに、前記タイミング信号は、前記光出力制御装置の回路ON時、前記レーザダイオードの光出力の検出開始時、又は、前記回路OFFの直前のうち、少なくともいずれかの時点に発生させることとしてもよい。   Further, the timing signal may be generated at least at any time point when the circuit of the light output control device is turned on, when the detection of light output of the laser diode is started, or immediately before the circuit is turned off. .

本発明のレーザダイオードの光出力制御装置によれば、光出力検出値と電流検出値とからレーザダイオードの経年変化を判定し、この変化がある値以上になった場合には光出力の目標値を少しずつ下げていくことにより経年変化による電流値の増加を防止することができる。更には光出力目標値を下げることによる電流値の減少によりレーザダイオードの寿命を延長することができる。また、経年変化に応じて光出力目標値を起動時のみ少しずつ下げる方法により、ディスプレイ用途での輝度の変化をユーザに気付かせることを難しくすることができる。   According to the laser diode light output control device of the present invention, the secular change of the laser diode is determined from the light output detection value and the current detection value, and when this change exceeds a certain value, the target value of the light output By gradually lowering the value, it is possible to prevent an increase in current value due to aging. Further, the lifetime of the laser diode can be extended by reducing the current value by lowering the light output target value. Further, it is possible to make it difficult for the user to notice a change in luminance in display applications by a method of decreasing the light output target value little by little only at the start-up according to the secular change.

以下、本発明に係る光出力制御装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。   Hereinafter, an optical output control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, substantially the same members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るレーザダイオードの光出力制御装置の構成を示すブロック図である。このレーザダイオードの光出力制御装置は、光出力制御手段1と、駆動手段2と、レーザダイオード3と、電流検出手段4と、光出力検出手段5と、劣化判定手段6と、光出力調整値発生手段7とからなる。光出力制御手段1は、光出力目標値を取得する。駆動手段2は、光出力制御手段1の出力に応じた電流をレーザダイオード3に流してレーザダイオード3を駆動する。電流検出手段4は、レーザダイオード3に流れる電流値を検出する。光出力検出手段5は、レーザダイオード3の光出力値を検出する。劣化判定手段6は、電流検出手段4で検出した電流値と、光検出手段5で検出した光出力値とからレーザダイオード3の経年変化(劣化)を判定する。光出力調整値発生手段7は、劣化判定手段6の出力に応じて光出力目標値を変化させるための調整値を出力する。この調整値は、本装置を光源として使用するディスプレイの動作に伴って発生させるタイミング信号に同期して更新される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser diode light output control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This laser diode light output control device includes a light output control means 1, a drive means 2, a laser diode 3, a current detection means 4, a light output detection means 5, a deterioration determination means 6, a light output adjustment value. And generating means 7. The light output control unit 1 acquires a light output target value. The drive unit 2 drives the laser diode 3 by causing a current corresponding to the output of the light output control unit 1 to flow through the laser diode 3. The current detection unit 4 detects the value of the current flowing through the laser diode 3. The light output detection means 5 detects the light output value of the laser diode 3. The deterioration determination unit 6 determines the secular change (deterioration) of the laser diode 3 from the current value detected by the current detection unit 4 and the light output value detected by the light detection unit 5. The light output adjustment value generation means 7 outputs an adjustment value for changing the light output target value according to the output of the deterioration determination means 6. This adjustment value is updated in synchronization with a timing signal generated in accordance with the operation of a display that uses this apparatus as a light source.

図2は、図1の光出力制御装置のさらに詳細な構成を示すブロック図である。このレーザダイオードの光出力制御装置の各構成部材の動作について、図2を用いて説明する。
<光出力制御手段>
光出力制御手段1は、加算回路11と光制御手段12とを備える。
光出力制御手段1の加算回路11で光出力目標値に光出力調整値発生手段7からのホールド信号を加算し、これを新たな光出力目標値として光出力検出手段5の光出力検出値と共に光制御手段12に入力してAPC制御を行う。光出力調整値発生手段7からのホールド信号は、レーザダイオード3が劣化なしと判断された場合は、ホールド信号は0であるので、加算によって光出力目標値は変化しない。一方、レーザダイオード3が劣化ありと判断された場合は、ホールド信号は負であるので、加算によって光出力目標値は低下する。
FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration of the light output control device of FIG. The operation of each component of the laser diode light output control device will be described with reference to FIG.
<Light output control means>
The light output control unit 1 includes an addition circuit 11 and a light control unit 12.
The adder circuit 11 of the light output control means 1 adds the hold signal from the light output adjustment value generation means 7 to the light output target value and uses this as a new light output target value together with the light output detection value of the light output detection means 5. Input to the light control means 12 to perform APC control. Since the hold signal from the light output adjustment value generating means 7 is 0 when it is determined that the laser diode 3 is not deteriorated, the light output target value does not change by addition. On the other hand, when it is determined that the laser diode 3 is deteriorated, the hold signal is negative, so that the optical output target value is reduced by addition.

<劣化判定手段>
劣化判定手段6は、しきい値減算回路61と、除算回路62と、減算回路63と、判定回路64とを備える。
この劣化判定手段6の動作について説明する。電流検出手段4の出力(電流検出値)はしきい値減算回路61を経て除算回路62に入る。一方、光出力検出手段5の出力(光出力検出値)も除算回路62に入る。ここで、以下の演算を行う。
[増加率]=光出力検出値÷(電流検出値−しきい値電流Ith)
これによって、図5に示すレーザダイオード3の光出力特性において、しきい値電流Ithを超えてレーザ発振が始まってからの電流に対する光出力の増加率(直線の傾き)を得ることができる。そして減算回路63で増加率から基準値を差し引いた値により判定回路64で劣化判定を行う。減算回路63の出力が正のときは、電流に対する光出力の増加率は基準値を上回っているので、劣化はないと判断して、判定回路64の出力は「0」とする。減算回路63の出力が負のときは、電流に対する光出力の増加率は基準値を下回っているので劣化が始まったと判断して、判定回路64の出力は減算回路63の出力に適当な係数を掛けた値とする。
ここで、例えば、レーザダイオードの初期状態での光出力の駆動電流に対する増加率を基準値として用いてもよい。
<Degradation judging means>
The deterioration determining means 6 includes a threshold value subtracting circuit 61, a dividing circuit 62, a subtracting circuit 63, and a determining circuit 64.
The operation of the deterioration determining means 6 will be described. The output (current detection value) of the current detection means 4 enters the division circuit 62 through the threshold value subtraction circuit 61. On the other hand, the output of the light output detection means 5 (light output detection value) also enters the divider circuit 62. Here, the following calculation is performed.
[Increase rate] = light output detection value / (current detection value−threshold current Ith)
Thereby, in the light output characteristics of the laser diode 3 shown in FIG. 5, it is possible to obtain an increase rate (straight line) of the light output with respect to the current after the laser oscillation starts exceeding the threshold current Ith. Then, the subtraction circuit 63 performs deterioration determination by the determination circuit 64 based on the value obtained by subtracting the reference value from the increase rate. When the output of the subtracting circuit 63 is positive, the increase rate of the optical output with respect to the current exceeds the reference value, so it is determined that there is no deterioration, and the output of the determining circuit 64 is “0”. When the output of the subtracting circuit 63 is negative, the rate of increase of the optical output with respect to the current is lower than the reference value, so that it is determined that the deterioration has started, and the output of the determining circuit 64 sets an appropriate coefficient for the output of the subtracting circuit 63 The multiplied value.
Here, for example, the increase rate of the optical output with respect to the drive current in the initial state of the laser diode may be used as the reference value.

なお、上記の説明では、光出力の駆動電流に対する増加率を基準値と比較して劣化を判定しているが、これに限られず、例えば、光出力と駆動電流との比を基準値と比較して、劣化を判定してもよい。この場合には、レーザダイオードの初期状態での光出力と駆動電流との比を基準値として用いてもよい。   In the above description, the deterioration rate is determined by comparing the increase rate of the optical output with respect to the drive current with the reference value. However, the present invention is not limited to this. Then, deterioration may be determined. In this case, the ratio between the light output and the drive current in the initial state of the laser diode may be used as the reference value.

<光出力調整値発生手段>
光出力調整値発生手段7は、ホールド回路71を備える。この光出力制御装置を光源として使用するディスプレイの動作に関して、後述するようにタイミング信号を発生させる。この光出力調整値発生手段7では、上記タイミング信号に同期して劣化判定手段6の出力をホールド回路71でホールドし、このホールド信号を光出力調整値発生手段7の出力とする。ホールド信号は、上述のように、光出力制御手段1に入力され、新たな光出力目標値を算出し、APC制御が行われる。
<Light output adjustment value generating means>
The light output adjustment value generating means 7 includes a hold circuit 71. Regarding the operation of the display using this light output control device as a light source, a timing signal is generated as described later. In the light output adjustment value generating means 7, the output of the deterioration determining means 6 is held by the hold circuit 71 in synchronization with the timing signal, and this hold signal is used as the output of the light output adjustment value generating means 7. As described above, the hold signal is input to the light output control unit 1, calculates a new light output target value, and performs APC control.

光出力調整値発生手段7では、劣化判定手段6の判定結果に応じて以下のように光出力調整値を出力する。
(a)レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より大きい時は「0」の光出力調整値を出力する。
(b)レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より小さい時は、増加率と基準値との差分に比例した量の光出力調整値を出力する。このように、増加率が基準値より小さい場合に、その差分に比例した光出力調整値を出力するので、経年変化による劣化のために増加率が小さくなった場合に、光出力目標値をすこしずつ下げることができるので、レーザダイオードの駆動電流を下げることができる。これによってレーザダイオードの寿命を長く保つことができる。
The light output adjustment value generation means 7 outputs the light output adjustment value as follows according to the determination result of the deterioration determination means 6.
(A) When the increase rate of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is larger than the reference value, an optical output adjustment value of “0” is output.
(B) When the increase rate of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is smaller than the reference value, an optical output adjustment value in an amount proportional to the difference between the increase rate and the reference value is output. In this way, when the increase rate is smaller than the reference value, an optical output adjustment value proportional to the difference is output.Therefore, when the increase rate becomes small due to deterioration due to secular change, the light output target value is slightly set. Since it can be lowered step by step, the drive current of the laser diode can be lowered. As a result, the life of the laser diode can be kept long.

<光出力制御方法>
次に、この光出力制御装置における一連の流れを、図4(b)を用いて説明する。図4(b)は、本発明のレーザダイオードの光出力制御方法による光出力、電流値、増加率の時間に対するそれぞれの変化を示すものである。この光出力制御方法では、光出力の増加率と基準値との大小関係に応じて制御方法を変化させていることを特徴とする。
[1」光出力の増加率が基準値を上回っている場合
(a)電流に対する光出力の増加率(直線の傾き)が基準値を上回っている場合は、判定回路64の出力は0となり、タイミング信号に同期して「0」の調整値がホールドされる。
(b)この場合、光出力制御手段1の加算回路11に入力される値は0であるので、光出力目標値の値がそのまま光制御手段12に入力され、もとの光出力目標値でAPC制御を行う。
<Light output control method>
Next, a series of flows in this light output control device will be described with reference to FIG. FIG. 4B shows changes of the light output, current value, and increase rate with respect to time according to the light output control method of the laser diode of the present invention. This light output control method is characterized in that the control method is changed according to the magnitude relationship between the increase rate of the light output and the reference value.
[1] When the increase rate of the optical output exceeds the reference value (a) When the increase rate of the optical output with respect to the current (slope of the straight line) exceeds the reference value, the output of the determination circuit 64 becomes 0, The adjustment value “0” is held in synchronization with the timing signal.
(B) In this case, since the value input to the adder circuit 11 of the light output control means 1 is 0, the value of the light output target value is directly input to the light control means 12, and the original light output target value is obtained. APC control is performed.

[2]光出力の増加率が基準値を下回っている場合
(a)一方、電流に対する光出力の増加率(直線の傾き)が基準値を下回っている場合は、判定回路64の出力は差に応じた負の値となり、タイミング信号に同期して負の調整値がホールドされる。
(b)加算回路11での加算量は負の値であるので、光出力目標値から電流に対する光出力の増加率と基準値との差に比例した調整値を差し引いたものが駆動手段2に入る。
(c)光出力制御手段1の加算回路11に入力される値は負の値であるので、光出力目標値から電流に対する光出力の増加率と基準値との差に比例した値が差し引かれて光制御手段12に入力され、この値でAPC制御を行う。これにより光出力目標値から電流に対する光出力の増加率の基準値からの低下につれて光出力を下げていく動作を行うことができる。
以上のように、光出力の増加率(直線の傾き)が基準値より大きい範囲では光出力一定の制御を行っているが、増加率が基準値を下回ると光出力を増加率の低下に応じて下げる動作を行うことができる。
[2] When the increase rate of the light output is below the reference value (a) On the other hand, when the increase rate of the light output with respect to the current (slope of the straight line) is below the reference value, the output of the determination circuit 64 is different. And a negative adjustment value is held in synchronization with the timing signal.
(B) Since the addition amount in the addition circuit 11 is a negative value, the drive means 2 is obtained by subtracting an adjustment value proportional to the difference between the increase rate of the optical output with respect to the current and the reference value from the optical output target value. enter.
(C) Since the value input to the adder circuit 11 of the light output control means 1 is a negative value, a value proportional to the difference between the increase rate of the light output with respect to the current and the reference value is subtracted from the light output target value. Are input to the light control means 12, and APC control is performed with this value. As a result, it is possible to perform an operation of decreasing the light output as the increase rate of the light output with respect to the current decreases from the reference value.
As described above, the light output is controlled to be constant in the range where the increase rate (straight line) of the light output is larger than the reference value. However, if the increase rate falls below the reference value, the light output is adjusted according to the decrease in the increase rate. Can be lowered.

次に、タイミング信号について説明する。光出力調整値発生手段7の出力は多少変動することが予想されるので、常時更新していると光出力目標値を常時変動させてしまい、ディスプレイの輝度変動となって見苦しくなってしまう。また、レーザダイオ−ド3の経年変化は比較的長い周期で現れる。そこで、光出力調整値発生手段7の出力がディスプレイ起動中に1回〜数回となるようにタイミング信号を発生させる。このタイミング信号で調整値をホールドするので、輝度変動を抑えることができる。さらに、レーザダイオード3の経年劣化に対応して調整値を変化させることができる。   Next, the timing signal will be described. Since the output of the light output adjustment value generating means 7 is expected to fluctuate somewhat, if it is constantly updated, the light output target value will be constantly fluctuated, resulting in display brightness fluctuations and unsightly. Further, the secular change of the laser diode 3 appears with a relatively long period. Therefore, the timing signal is generated so that the output of the light output adjustment value generating means 7 is once to several times during the activation of the display. Since the adjustment value is held by this timing signal, luminance fluctuation can be suppressed. Furthermore, the adjustment value can be changed in accordance with the aging of the laser diode 3.

図6(a)〜(c)にタイミング信号発生方法の3通りの例を示す。
図6(a)は、ディスプレイの電源をONにするタイミングでタイミング信号を発生させる方法を示す概略図である。この場合、電源ON後、タイマー等で一定時間経過後にタイミング信号を発生させることができる。この場合には、光出力制御装置の回路電源も同時にONとしている。
図6(b)は、ディスプレイの電源ON後、光出力が立ち上がった後に発生させる方法を示す概略図である。光出力を検出して一定レベル以上に立ち上がったことを示す光出力検出信号の立ち上がり(光出力の検出開始時)でタイミング信号を発生させる。
図6(c)は、ディスプレイの電源をOFFにするタイミングでタイミング信号を発生させる方法を示す概略図である。電源OFF後、タイミング信号を発生させる。光出力制御装置の回路電源はタイマー等で遅延させてON/OFFを行う。これにより所望のタイミングでタイミング信号を発生させることができる。この場合には、ディスプレイの電源OFFの後、遅延時間の後、光出力制御装置の回路電源OFFとする。
このように、電源ON後の一定時間後、光出力の立ち上がり時、あるいは電源OFF時などにタイミング信号を発生させた場合には、起動時又は起動中の1回のみ光出力目標値を変化させるので、ユーザに輝度変化を気付かせないようにすることができる。
6A to 6C show three examples of timing signal generation methods.
FIG. 6A is a schematic diagram showing a method for generating a timing signal at a timing when the display is turned on. In this case, the timing signal can be generated after a predetermined time elapses with a timer or the like after the power is turned on. In this case, the circuit power supply of the light output control device is also turned on at the same time.
FIG. 6B is a schematic diagram showing a method of generating after the light output rises after the display is turned on. A timing signal is generated at the rise of the light output detection signal (at the start of light output detection) indicating that the light output has been detected and rises above a certain level.
FIG. 6C is a schematic diagram illustrating a method for generating a timing signal at the timing when the display is turned off. A timing signal is generated after the power is turned off. The circuit power supply of the light output control device is turned on / off by being delayed by a timer or the like. Thereby, a timing signal can be generated at a desired timing. In this case, after the power of the display is turned off, the circuit power of the light output control device is turned off after a delay time.
As described above, when a timing signal is generated after a certain period of time after the power is turned on, when the optical output rises, or when the power is turned off, the optical output target value is changed only once at the time of startup or during startup. Therefore, it is possible to prevent the user from noticing the luminance change.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係るレーザダイオードの光出力制御装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態2に係る光出力制御装置では、図1の実施の形態1に係る光出力制御装置と比較すると、光出力制御手段1と駆動手段2との間にさらに電流制御手段8を加えている点で相違する。この電流制御手段8によって、電流検出手段4の電流検出値をフィードバックしてACC制御を行うことができる。これによりレーザダイオード3の電流値を制御することができる。そこで、この光出力制御装置によれば、実施の形態1で説明した動作に加えて、レーザダイオード3の急激な劣化等に対して、電流の急激な上昇を抑えることもできる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a laser diode light output control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the light output control apparatus according to the second embodiment, a current control means 8 is further added between the light output control means 1 and the drive means 2 as compared with the light output control apparatus according to the first embodiment of FIG. Is different. The current control means 8 can feed back the current detection value of the current detection means 4 to perform ACC control. Thereby, the current value of the laser diode 3 can be controlled. Therefore, according to the light output control device, in addition to the operation described in the first embodiment, it is possible to suppress a rapid increase in current against a rapid deterioration of the laser diode 3 or the like.

本発明に係る光出力制御装置では、光出力検出値と電流検出値とからレーザダイオードの経年変化を判定し、この経年変化がある値以上になった場合には光出力の目標値を少しずつ下げていくことにより経年変化による電流値の増加を防止することができる。更には光出力の指令値を下げることにより寿命を延長することができる。そこで、ディスプレイ等の光源として用いるレーザダイオードの光出力制御装置として有用である。   In the light output control device according to the present invention, the secular change of the laser diode is determined from the light output detection value and the current detection value, and when the secular change exceeds a certain value, the target value of the light output is little by little. By lowering, an increase in current value due to aging can be prevented. Furthermore, the lifetime can be extended by lowering the command value of the light output. Therefore, it is useful as a light output control device for a laser diode used as a light source for a display or the like.

本発明の実施の形態1に係る光出力制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light output control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の各構成部材のさらに詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further detailed structure of each structural member of FIG. 本発明の実施の形態2に係る光出力制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light output control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. (a)は、従来の光出力制御方法の概要を示す図であり、(b)は、本発明の実施の形態1における光出力制御方法の概要を示す図である。(A) is a figure which shows the outline | summary of the conventional light output control method, (b) is a figure which shows the outline | summary of the light output control method in Embodiment 1 of this invention. レーザダイオードの電流と光出力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric current of a laser diode, and optical output. (a)〜(c)は、様々なタイミング信号の発生時期について示す概略図である。(A)-(c) is the schematic shown about the generation | occurrence | production time of various timing signals. 従来の光出力制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional light output control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 光出力制御手段
2 駆動手段
3 レーザダイオード
4 電流検出手段
5 光出力検出手段
6 劣化判定手段
7 光出力調整値発生手段
8 電流制御手段
9 切り替え手段
11 加算回路
12 光制御手段
61 しきい値減算回路
62 除算回路
63 減算回路
64 判定回路
71 ホールド回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light output control means 2 Drive means 3 Laser diode 4 Current detection means 5 Light output detection means 6 Degradation judgment means 7 Light output adjustment value generation means 8 Current control means 9 Switching means 11 Addition circuit 12 Light control means 61 Threshold subtraction Circuit 62 Division circuit 63 Subtraction circuit 64 Determination circuit 71 Hold circuit

Claims (9)

レーザダイオードの光出力をフィードバックして自動光量制御を行うレーザダイオードの光出力制御装置であって、
レーザダイオードと
前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、
前記レーザダイオードの光出力を検出する光出力検出手段と、
前記レーザダイオードの駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
前記光出力検出手段の出力と前記駆動電流検出手段の出力とから、前記レーザダイオードの劣化を判定する劣化判定手段と、
前記劣化判定手段の判定結果に基づいて前記レーザダイオードの光出力の調整値を生成する光出力調整値発生手段と、
光出力目標値と前記光出力調整値発生手段の出力と前記光出力検出手段の出力により、前記レーザダイオードの光出力の大きさを制御する信号を前記駆動手段に出力する光出力制御手段と
を備え、
前記レーザダイオードの光出力と駆動電流とに基づいて前記レーザダイオードの劣化を判定し、前記判定結果に応じて前記レーザダイオードの光出力を変化させることを特徴とするレーザダイオードの光出力制御装置。
A laser diode light output control device that performs automatic light quantity control by feeding back the light output of the laser diode,
A laser diode and driving means for driving the laser diode;
A light output detecting means for detecting a light output of the laser diode;
Drive current detection means for detecting the drive current of the laser diode;
Degradation determination means for determining deterioration of the laser diode from the output of the light output detection means and the output of the drive current detection means;
A light output adjustment value generating means for generating a light output adjustment value of the laser diode based on the determination result of the deterioration determination means;
A light output control means for outputting a signal for controlling the magnitude of the light output of the laser diode to the drive means according to the light output target value, the output of the light output adjustment value generating means, and the output of the light output detection means; Prepared,
An optical output control device for a laser diode, wherein deterioration of the laser diode is determined based on an optical output of the laser diode and a drive current, and the optical output of the laser diode is changed according to the determination result.
前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの光出力と前記駆動電流との比を基準値と比較して前記レーザダイオードの劣化を判定することを特徴とする請求項1に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The deterioration determining means includes
2. The laser diode light output control device according to claim 1, wherein a deterioration of the laser diode is determined by comparing a ratio between a light output of the laser diode and the drive current with a reference value. 3.
前記光出力調整値発生手段は、
(a)前記レーザダイオードの光出力と駆動電流との比が基準値より大きい時は0の光出力調整値を出力し、
(b)前記レーザダイオードの光出力と駆動電流との比が基準値より小さい時は、前記光出力と駆動電流との比と前記基準値との差分に比例した量の光出力調整値を出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The light output adjustment value generating means is
(A) When the ratio between the light output of the laser diode and the drive current is larger than a reference value, a light output adjustment value of 0 is output;
(B) When the ratio between the optical output of the laser diode and the drive current is smaller than a reference value, an optical output adjustment value in an amount proportional to the difference between the ratio of the optical output and the drive current and the reference value is output. To
The light output control device for a laser diode according to claim 2.
前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの初期状態での光出力と駆動電流との比を基準値として前記レーザダイオードの劣化を判定することを特徴とする請求項2に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The deterioration determining means includes
3. The laser diode light output control device according to claim 2, wherein deterioration of the laser diode is determined using a ratio between a light output and a drive current in an initial state of the laser diode as a reference value. 4.
前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの光出力と前記駆動電流とに基づいて前記光出力の駆動電流に対する増加率を算出し、前記光出力の増加率を基準値と比較して前記レーザダイオードの劣化を判定することを特徴とする請求項1に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The deterioration determining means includes
Calculating an increase rate of the optical output with respect to the drive current based on the optical output of the laser diode and the drive current, and comparing the increase rate of the optical output with a reference value to determine deterioration of the laser diode. 2. The laser diode light output control device according to claim 1, wherein
前記光出力調整値発生手段は、
(a)前記レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より大きい時は0の光出力調整値を出力し、
(b)前記レーザダイオードの光出力の駆動電流に対する増加率が基準値より小さい時は、前記増加率と前記基準値との差分に比例した量の光出力調整値を出力する、
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The light output adjustment value generating means is
(A) when the rate of increase of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is larger than a reference value, an optical output adjustment value of 0 is output;
(B) When the increase rate of the optical output of the laser diode with respect to the drive current is smaller than a reference value, an optical output adjustment value in an amount proportional to the difference between the increase rate and the reference value is output.
The laser diode light output control device according to claim 5.
前記劣化判定手段は、
前記レーザダイオードの初期状態での光出力の駆動電流に対する増加率を基準値として前記レーザダイオードの劣化を判定することを特徴とする請求項5に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The deterioration determining means includes
6. The laser diode light output control apparatus according to claim 5, wherein deterioration of the laser diode is determined using a rate of increase of the light output in an initial state of the laser diode with respect to a drive current as a reference value.
前記光出力調整値発生手段は、
所定のタイミング信号に同期して、前記光出力調整値を更新することを特徴とする請求項1に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。
The light output adjustment value generating means is
2. The laser diode light output control device according to claim 1, wherein the light output adjustment value is updated in synchronization with a predetermined timing signal.
前記タイミング信号は、前記光出力制御装置の回路ON時、前記レーザダイオードの光出力の検出開始時、又は、前記回路OFFの直前のうち、少なくともいずれかの時点に発生させることを特徴とする請求項8に記載のレーザダイオードの光出力制御装置。   The timing signal is generated at least at any point of time when the circuit of the light output control device is turned on, when the detection of light output of the laser diode is started, or immediately before the circuit is turned off. Item 9. The laser diode light output control device according to Item 8.
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JP2016174057A (en) * 2015-03-17 2016-09-29 日本電気株式会社 Output control device, output control system, output control method and output control program

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