专利名称：激光元件驱动装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及进行激光元件的发光(点亮)控制的激光元件驱动装置，具体而言，涉及一种考虑了对人眼的安全性的、进行激光元件的发光控制的激光元件驱动装置。
背景技术：
数码相机或数码摄像机等，使用激光元件作为用于对夜间的拍摄对象对准焦点的背光灯。对这样的激光元件进行发光控制的激光元件驱动装置包括激光元件、和监控其光强度并转换为电信号的光检测元件，一般用于反馈光检测元件的电信号，来控制向激光元件的供给电流(例如专利文献1)。而且，激光元件驱动装置间歇性地进行向激光元件的电流供给，由此，使激光元件非连续地发光。
图2是现有的激光元件驱动装置。该激光元件驱动装置101包括光强度根据流过的电流发生变化的激光元件LD；接收激光元件LD所发出的光，产生与光强度对应的电流的光检测元件PD；将光检测元件PD的电流转换成电压的电压转换电阻130；将该电压输入到非反相输入端子，将用于设定激光元件LD发光强度的发光强度设定电压产生器124的输出电压输入到反相输入端子，来控制后述发光控制开关111的反馈放大器112；对栅极输入反馈放大器112的输出电压，漏极与激光元件LD连接，控制流过激光元件LD的电流的PMOS晶体管即发光控制开关111；和集电极与电源Vdd连接、发射极与内部电源VddIN连接，根据由低电平和高电平构成的间歇控制信号SIG进行导通截止(变为非导通、导通)的NPN晶体管即电源开关125。在内部电源VddIN上连接有发光控制开关111的源极和反馈放大器112的电源端。
下面，对激光元件驱动装置101的动作进行说明。在对电源开关125输入了间歇控制信号SIG的低电平的情况下，电源开关125成为非导通，不对发光控制开关111等供给电源，因此，电流不会流过激光元件LD，激光元件LD不发光。另一方面，若对电源开关125输入了间歇控制信号SIG的高电平，则电源开关125导通，内部电源VddIN成为规定的电源电压。由于在电源开关125导通后瞬间，不会在光检测元件PD中产生电流，所以，反馈放大器112的非反相输入端子的输入电压是接地电平，反馈放大器112的输出电压也是接地电平。因此，发光控制开关111导通，电流流过激光元件LD，使得激光元件LD发光。并且，当通过反馈环路使电压转换电阻130的电压和发光强度设定电压产生器124的输出电压一致时，在激光元件LD中会稳定地流过规定的电流。该动作根据间歇控制信号SIG被反复执行。
这样，数码相机或数码摄像机等所使用的激光元件LD，通过激光元件驱动装置101而非连续地(间歇性地)发光。这是为了在拍摄对象是人的情况下，防止对人眼的不良影响。
这里，本申请的发明者着眼于在间歇控制信号SIG等产生不良情况时，激光元件处于连续点亮的状态，希望即使在该情况下，也有对策使其不处于连续点亮的状态。另外，着眼于如上所述，由于在电源开关125导通后瞬间，反馈放大器112的输出电压是接地电平，所以，发光控制开关111会完全导通，流过最大电流，结果，激光元件中会流过冲击电流，得到发光强度过大的发光，希望在该情况下，也有对策使得不变成发光强度大的发光。
专利文献1特开平6-326396发明内容本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种能够防止对人眼造成不良影响的激光元件的长时间发光(连续点亮)、或者发光强度大的发光，由此提高对人眼的安全性的激光元件驱动装置。
为了解决上述课题，本发明的优选实施方式所涉及的激光元件驱动装置包括光强度根据流过的电流而变化的激光元件；监控激光元件的光强度并转换成电信号的光检测元件；控制流过激光元件的电流的发光控制开关；反馈光检测元件的电信号，控制发光控制开关的反馈放大器；和发光控制开关控制电路，其若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间，则判断为发生异常，截止发光控制开关，或/及控制发光控制开关，使得在激光元件的发光开始时流过激光元件的电流缓慢增加。
为了实现若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间则判断为发生异常，截止发光控制开关，优选发光控制开关控制电路包括发光停止开关。
而且，为了控制发光控制开关，使得在激光元件的发光开始时流过激光元件的电流缓慢增加，优选发光控制开关控制电路包括电容器和发光停止开关。发光控制开关控制电路，在激光元件的发光开始时，导通发光停止开关，强制截止发光控制开关，并且充电所述电容器，经过规定时间后，通过截止发光停止开关，放电所述电容器，由此控制发光控制开关，使流过激光元件的电流缓慢增加。
该激光元件驱动装置，更优选包括输出基准时钟的振荡器，其用于计数从激光元件的发光开始到判断为异常为止的规定时间。若判断为异常，则该振荡器会被停止振荡动作。
根据本发明的优选实施方式，由于激光元件驱动装置在因为间歇控制信号等的不良情况而导致激光元件持续发光规定时间以上时，截止发光控制开关，来停止激光元件LD的发光，所以，可防止因异常的连续点亮而对人眼造成的不良影响，由此，提高对人眼的安全性。而且，由于缓慢增加了在激光元件的发光开始时流过激光元件的电流，所以，防止了因发光强度大的发光对人眼造成的不良影响，由此，可以提高对人眼的安全性，并且，可抑制对激光元件施加的压力，实现长寿命化。
图1是本发明的优选实施方式所涉及的激光元件驱动装置的电路图。
图2是现有的激光元件驱动装置的电路图。
图中1-激光元件驱动装置，11-发光控制开关，12-反馈放大器，13-失效保护电路，14-软启动电路，16-发光控制开关控制电路，17-振荡器，18-内部电源检测电路，21-间歇控制信号检测电路，19、22-计数器，20、23-触发电路，24-发光强度设定电压产生器，25-电源开关，28-NOR电路，29-发光停止开关，30-电压转换电阻，38-软启动用电容器，LD-激光元件，PD-光检测元件，SIG-间歇控制信号。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。图1是本发明的优选实施方式所涉及的激光元件驱动装置的电路图。该激光元件驱动装置1和背景技术的激光元件驱动装置101同样，包括光强度根据流过的电流而变化的激光元件LD；接收激光元件LD所发出的光，产生与光强度对应的电流(即，监控激光元件的光强度并转换成电信号的)的光检测元件PD；将光检测元件PD的电流转换成电压的电压转换电阻30；将该电压输入到非反相输入端子(即，反馈光检测元件的电信号)，将用于设定激光元件LD发光强度的发光强度设定电压产生器24的输出电压输入到反相输入端子，来控制后述发光控制开关11的反馈放大器12；对栅极输入反馈放大器12的输出电压，漏极和激光元件LD连接、控制流过激光元件LD的电流的PMOS晶体管即发光控制开关11；和集电极与电源Vdd连接、发射极与内部电源VddIN连接，根据由低电平和高电平构成的间歇控制信号SIG(例如50Hz左右、占空比为50％的矩形波)进行开闭的(成为非导通、导通的)NPN晶体管即电源开关25。在内部电源VddIN上，连接有发光控制开关11的源极和反馈放大器12的电源端。
该激光元件驱动装置1还包括输出基准时钟(例如40KHz)的振荡器(OSC)17；输入内部电源VddIN和基准时钟，用于防止异常的连续点亮的失效保护(fail safe)电路13；输入间歇控制信号SIG和基准时钟，用于防止在激光元件LD中流动过大电流的软启动电路14；和接收来自失效保护电路13的信号和来自软启动电路14的信号，基于这些信号控制发光控制开关11的发光控制开关控制电路16。
失效保护电路13包括内部电源检测电路18、计数器(counter)19、和触发(flip-flop)电路20。内部电源检测电路18包括形成微分电路的电容器31和电阻33、嵌位其输出电压的二极管32。电容器31的一端输入内部电源VddIN作为信号。电容器31的另一端连接在电阻33的一端和二极管32的阴极。电阻31的另一端与二极管的阳极接地。而且，形成微分电路电容器31和电阻33检测出内部电源VddIN的上升，生成与其同步的单触发脉冲，输出到计数器19和触发电路20的复位输入端子R。二极管32将与内部电源VddIN的下降沿同步生成的负方向的输出电压，嵌位在比接地电位下降了肖特基势垒电压(VF)的电位，用于不使接收输出电压的电路承受过度的载荷。
失效保护电路13的计数器19输入内部电源检测电路18的单触发脉冲作为计数开始信号，来对振荡器17的基准时钟的个数计数。而且，若达到规定的计数次数(例如4000次计数左右)，则向以下说明的触发电路20的置位输入端子S进行输出。触发电路20，作为输入端子具有复位输入端子R和置位输入端子S，作为输出端子具有非反相输出端子Q和反相输出端子QN。若对复位输入端子R输入脉冲，则从非反相输出端子Q输出低电平，从反相输出端子QN输出高电平。若对置位输入端子S输入脉冲，则从非反相输出端子Q输出高电平，从反相输出端子QN输出低电平。非反相输出端子Q的信号，被输入到发光控制开关控制电路16的后述NOR电路28的一个输入端子。反相输出端子QN的信号被输入到振荡器17，若该信号是高电平则振荡器17进行振荡，若是低电平则停止振荡。
下面，对软启动电路14的电路构成进行说明。软启动电路14包括间歇控制信号检测电路21、计数器(counter)22和触发电路23。间歇控制信号检测电路21成为与内部电源检测电路18同样的电路构成。即，间歇控制信号检测电路21包括形成微分电路的电容器34和电阻36、嵌位其输出电压的二极管35。而且，形成微分电路的电容器34和电阻35检测出间歇控制信号SIG的上升，生成与其同步的单触发脉冲，输出到计数器22和触发电路23的复位输入端子R。
软启动电路14的计数器22输入间歇控制信号检测电路21的单触发脉冲作为计数开始信号，来对振荡器17的基准时钟的个数计数。而且，若计数到规定的计数次数(例如4次计数左右)，则向以下所说明的触发电路23的置位输入端子S进行输出。触发电路23是进行与上述失效保护电路13的触发电路20同样的功能的电路。反相输出端子QN的信号被输入到发光控制开关控制电路16的NOR电路28的另一个输入端子，非反相输出端子Q的信号不输入到任何一方。
接着，对发光控制开关控制电路16的电路构成进行说明。发光控制开关控制电路16包括如前所述，被输入失效保护电路13的触发电路20的信号、和软启动电路14的触发电路23的信号的NOR电路28；栅极和NOR电路28的输出连接、源极和内部电源VddIN连接、漏极和反馈放大器12的输出连接的PMOS晶体管即发光停止开关29；和一端与发光停止开关29的漏极连接、另一端接地的软启动用电容器38。这里，发光停止开关29的电流驱动能力比反馈放大器12的接地侧(即吸收电流侧)的电流驱动能力充分地高。根据该构成，若输入到NOR电路28的两个信号的任意一个是高电平，则发光停止开关29导通，而无论反馈放大器12的输出，强制地使发光控制开关11的栅极成为电源电压电平。结果，激光元件LD中不流过电流，并且，软启动用电容器38被充电为电源电压电平。另一方面，若输入到NOR电路28的两个信号的每一个都是低电平，则由于发光停止开关29截止，所以，发光控制开关11的栅极电压由反馈放大器12和软启动用电容器38的状态决定。其详细内容将在后面进行叙述。
接着，对激光元件驱动装置1的动作进行说明。首先，在对电源开关25输入了间歇控制信号SIG的低电平时，电源开关25成为非导通，不对发光控制开关11等提供电源，因此，激光元件LD中不流过电流，激光元件LD不发光。
接着，若在激光元件LD开始发光时，即对电源开关25输入了间歇控制信号SIG的高电平，则电源开关25导通，内部电源VddIN成为规定的电源电压。然后，通过失效保护电路13的内部电源检测电路18检测出内部电源VddIN的上升沿，根据其检测信号，触发电路20被复位，同时，计数器19开始计数。
另一方面，在软启动电路14中，间歇控制信号SIG的上升沿由间歇控制信号检测电路21检测出，根据其检测信号，触发电路23被复位，同时，计数器22开始计数。若软启动电路14的触发电路23被复位，则从触发电路23的反相输出QN向发光控制开关控制电路16的NOR电路28输入高电平。NOR电路28向发光停止开关29输出低电平，导通发光停止开关29，强制地使发光控制开关11的栅极成为电源电压电平。此时，由于发光控制开关11成为截止(非导通)，所以，激光元件LD中不流过电流。而且，软启动用电容器38被充电为电源电压电平。另外，由于激光元件LD不发光、在光检测元件PD中没有产生电流，所以，反馈放大器12的非反相输入端子的输入电压为接地电平，反馈放大器12输出接地电平。因此，虽然反馈放大器12的吸收电流(例如100μA左右)原样地流过发光停止开关29，但是，由于如前所述，发光停止开关29的电流驱动能力足够高，所以，发光控制开关11的栅极电压被维持在电源电压电平。
接着，开始了计数的计数器22，若计数(例如4次计数左右)到比间歇控制信号SIG的一个周期(例如20msec)更短的规定时间(例如0.1msec左右)，则向触发电路23的置位输入S输入高电平。从触发电路23的反相输出QN向发光控制开关控制电路16的NOR电路28输入低电平。而且，从失效保护电路13的被复位的触发电路20的非反相输出Q，向NOR电路28的另一输入端输入低电平。NOR电路28输出高电平，使发光停止开关29截止。另外，在由计数器22所确定的规定时间(例如0.1msec左右)的期间，内部电源VddIn充分地上升，而且，软启动用电容器38被充分地充电。
然后，被充电到软启动用电容器38(例如0.01μF)的电荷通过反馈放大器12的吸收电流(例如100μA左右)而缓慢放电，使得发光控制开关11的栅极电压缓慢下降。这样，发光控制开关控制电路16对发光控制开关11进行控制，使得在激光元件LD开始发光时流过激光元件LD的电流缓慢增加。
这样，激光元件驱动装置1通过使在激光元件LD发光开始时流过激光元件LD的电流缓慢增加，而不在激光元件LD中流过冲击电流，能够防止因发光强度大的发光而对人眼造成的不良影响。另外，通过抑制因冲击电流而对激光元件造成的压力，可以实现激光元件的长寿命化。
接着，随着发光控制开关11的栅极电压缓慢下降，激光元件LD的发光强度变大。并且，光检测元件PD所产生的电流变多，电压转换电阻30的电压缓慢升高。若该电压达到发光强度设定电压产生器24的输出电压以上，则反馈放大器12以使发光控制开关11的栅极电压上升的方式进行输出。即，在通过反馈环路使电压转换电阻30的电压和发光强度设定电压产生器24的输出电压一致时，激光元件LD中流过稳定的规定的电流。
以上所说明的动作根据间歇控制信号SIG反复执行。而且，安全地使激光元件LD非连续(间歇地)发光，来防止对人眼的不良影响。
这里，在间歇控制信号SIG等产生不良情况、即使经过规定时间(例如O.1sec左右)内部电源VddIN也不下降的情况下，失效保护电路13的计数器19会达到规定的计数次数(例如4000次计数左右)。于是，触发电路20的置位输入S被输入高电平，从非反相输出Q向发光控制开关控制电路16的NOR电路28输入高电平。然后，从NOR电路28向发光停止开关29的栅极输入低电平，发光停止开关29导通。由此，发光控制开关11截止，激光元件LD中不会流过电流，从而发光停止。即，若从激光元件LD的发光开始，在激光元件LD中持续规定时间(例如0.1sec左右)流过电流，则判断为发生异常，截止发光控制开关11，使激光元件LD的发光停止。
这样，激光元件驱动装置1在由间歇控制信号SIG等的不良情况而导致激光元件LD持续发光规定时间以上的情况下，通过截止发光控制开关11、停止激光元件LD的发光，从而即使在异常时也可以安全地驱动激光元件LD，防止对人眼的不良影响。
而且，在该异常时，从触发电路20的反相输出QN向振荡器17输入低电平，停止其振荡动作。其原因在于，在不使激光元件LD发光的时候，不需要使振荡器动作。由此，能够实现削减功率消耗的浪费。
本发明不限定于上述的实施方式，在技术方案所记载的范围内能够进行各种设计变更。例如，在上述实施方式中，说明了具有失效保护电路13和软启动电路14两方的情况，但是，在通过其他的机构取得了对间歇控制信号SIG等的不良情况的防止对策时，可以省略前者；而且，在通过其他的机构取得了对激光元件LD的冲击电流防止对策的情况下，可以省略后者。另外，根据情况，当然也可以将激光元件驱动装置1所使用的MOS晶体管置换成双极性晶体管、或反之将双极性晶体管置换成MOS晶体管、或增减逆变器或者NOR电路等的数量。
权利要求
1.一种激光元件驱动装置，其中具备激光元件，其光强度根据流过的电流而变化；光检测元件，其监控激光元件的光强度并转换成电信号；发光控制开关，其控制流过激光元件的电流；反馈放大器，其反馈光检测元件的电信号，控制发光控制开关；和发光控制开关控制电路，其若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间，则判断为异常，关断发光控制开关。
2.一种激光元件驱动装置，其中具备激光元件，其光强度根据流过的电流而变化；光检测元件，其监控激光元件的光强度并转换成电信号；发光控制开关，其控制流过激光元件的电流；反馈放大器，其反馈光检测元件的电信号，控制发光控制开关；和发光控制开关控制电路，其控制发光控制开关，使得在激光元件的发光开始时流过激光元件的电流缓慢增加。
3.根据权利要求2所述的激光元件驱动装置，其特征在于，若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间，则发光控制开关控制电路判断为异常，关断发光控制开关。
4.根据权利要求2或3所述的激光元件驱动装置，其特征在于，发光控制开关控制电路具备电容器和发光停止开关，在激光元件的发光开始时，接通发光停止开关，强制关断发光控制开关，并且对所述电容器充电，经过规定时间后，通过关断发光停止开关，让所述电容器放电，由此控制发光控制开关，使流过激光元件的电流缓慢增加。
5.根据权利要求4所述的激光元件驱动装置，其特征在于，若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间，则发光控制开关控制电路判断为异常，关断发光控制开关。
6.根据权利要求1所述的激光元件驱动装置，其特征在于，发光控制开关控制电路具备发光停止开关，若从激光元件的发光开始，在激光元件中电流持续流动规定时间，则判断为异常，接通发光停止开关，关断发光控制开关。
7.根据权利要求5或6所述的激光元件驱动装置，其特征在于，该激光元件驱动装置具备振荡器，其输出用于计数从激光元件的发光开始到被判断为异常为止的规定时间的基准时钟，若判断为异常，则该振荡器停止振荡动作。
8.根据权利要求4～7的任一项所述的激光元件驱动装置，其特征在于，该激光元件驱动装置还具备设置在电源与内部电源之间、根据间歇控制信号进行开闭的电源开关，发光控制开关、反馈放大器和发光停止开关由内部电源供给电源，并且，发光停止开关的电流驱动能力比反馈放大器的吸收电流侧的电流驱动能力更高。
9.根据权利要求8所述的激光元件驱动装置，其特征在于，该激光元件驱动装置还具备包括计数器的失效保护电路，所述计数器由内部电源的上升而起动，对振荡器的基准时钟的个数计数，失效保护电路，若其计数器达到规定的计数次数，则判断为异常，输出使发光停止开关接通的信号。
10.根据权利要求8所述的激光元件驱动装置，其特征在于，该激光元件驱动装置还具备包括计数器的软启动电路，所述计数器由接通电源开关时的间歇控制信号的变化而起动，对振荡器的基准时钟的个数计数，软启动电路，若其计数器达到规定的计数次数，则输出使发光停止开关关断的信号，使得发光控制开关控制电路的所述电容器放电。
全文摘要
本发明提供一种用于安全驱动激光元件的激光元件驱动装置。该激光元件驱动装置(1)包括光强度根据流过的电流而变化的激光元件(LD)；监控激光元件(LD)的光强度并转换成电信号的光检测元件(PD)；控制流过激光元件(LD)的电流的发光控制开关(11)；反馈光检测元件(PD)的电信号，来控制发光控制开关(11)的反馈放大器(12)；和开关控制电路(16)，其控制发光控制开关(11)、或/及若从激光元件(LD)的发光开始在激光元件(LD)中持续规定时间流过电流，则判断为发生异常，截止发光控制开关(11)，由此，使得在激光元件(LD)的发光开始时流过激光元件(LD)的电流缓慢增加。
文档编号H01S5/042GK1938916SQ200580009758
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月28日 优先权日2004年3月29日
发明者吉松勇作 申请人:罗姆股份有限公司