JP2000216482A - Oscillation circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波重畳法によ
りレーザー素子を駆動する発振回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillation circuit for driving a laser element by a high frequency superposition method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光ディスク技術が著しい発展を遂
げている。光ディスクは、レーザー光により光ディスク
と非接触で再生することが可能である。光ディスクとし
てCDがあったが、小型であることや高速アクセス性に
より、現在広く市場に受け入れられている。このような
状況の中、DVD(デジタル・ビデオ・ディスク)が登
場した。DVD技術もCD技術と同様、レーザー光を光
ディスクに照射してその反射光の明暗でデータを得てお
り、CDと同一直径である。その為、DVD技術はこれ
までのCDの開発及び生産技術を応用することができ
る。その一方で、DVDはCDに無いメリットを有して
いる。それは大容量の記憶容量(4.7GB、CDオー
ディオは740MBである)を有していることであり、
例えば1本の映画に相当する画像データがすべてまたは
それ以上収まる記憶容量である。その為、DVDプレー
ヤーが市場に登場した当初は、映画などのソフトを再生
することを目的としていたが、それ以降はパーソナルコ
ンピュータでのDVD−ROMとして使用されたり、最
近ではデータの書き込み及び読み出しが自由に行うこと
が可能なDVD−RAMとして使用されるようになって
いる。2. Description of the Related Art In recent years, optical disk technology has been remarkably developed. The optical disk can be reproduced without contact with the optical disk by laser light. Although there was a CD as an optical disc, it is now widely accepted in the market due to its small size and high-speed accessibility. Under such circumstances, DVD (digital video disc) has appeared. Like the CD technology, the DVD technology irradiates a laser beam onto an optical disc to obtain data by the brightness of the reflected light, and has the same diameter as the CD. Therefore, the DVD technology can apply the conventional CD development and production technology. On the other hand, DVDs have merits not found in CDs. It has a large storage capacity (4.7 GB, CD audio is 740 MB),
For example, the storage capacity is such that all or more image data corresponding to one movie can be stored. Therefore, when the DVD player first appeared on the market, it was intended to play back software such as movies, but since then it has been used as a DVD-ROM in personal computers, and recently writing and reading of data has been difficult. It is used as a DVD-RAM that can be freely operated.
【0003】DVDとCDとの相違点として記憶容量の
違いを記載したが、その要因の一つとして図3のように
DVDのトラックピッチをCDよりも狭くしたことが挙
げられる。そして、トラックピッチが狭くなると同時
に、一つ一つのピット自体の大きさも小さくなる。DV
Dもまたレーザー光を照射してデータを得る技術である
ので、DVDにレーザーを照射する際、目的のピットに
照射し、その隣のピットに照射されないように十分にレ
ーザー光のスポットを絞る必要がある。よって、図3の
ようにDVDのスポットはCDよりも十分に小さくなけ
ればならない。そこで、DVDプレーヤでは、レーザー
光をディスク面上で焦点が小さく結びやすくするため、
レーザー光の波長をCDに比べ短くすることができる。
尚、DVD用のレーザー光の波長は635/650nm
であり、CD用は780nmである。The difference between the DVD and the CD is the difference in the storage capacity. One of the factors is that the track pitch of the DVD is narrower than that of the CD as shown in FIG. Then, at the same time as the track pitch becomes narrow, the size of each pit itself also becomes small. DV
Since D is also a technique for obtaining data by irradiating laser light, when irradiating a DVD with laser, it is necessary to irradiate the target pit and narrow the laser light spot sufficiently so as not to irradiate the pit next to it. There is. Therefore, as shown in FIG. 3, the spot of the DVD must be sufficiently smaller than the CD. Therefore, in the DVD player, in order to make the laser beam easily focus on the disk surface with a small focus,
The wavelength of the laser beam can be made shorter than that of a CD.
The wavelength of the DVD laser light is 635/650 nm.
And 780 nm for CD.
【0004】図4は従来のレーザー素子を駆動するAP
C(オートパワーコントロール)回路であり、レーザー
ダイオードLDから出力されるレーザー光はDVD上に
照射されるだけでなく、フォトダイオードPDに受光さ
れる。フォトダイオードPDで光が電気信号に変換され
るが、このときレーザー光の光量に応じた電気信号が得
られる。この電気信号に応じてAPC回路は発光するレ
ーザー光の光量が一定になるように制御される。FIG. 4 shows a conventional AP for driving a laser element.
This is a C (auto power control) circuit, and the laser light output from the laser diode LD is not only irradiated onto the DVD but also received by the photodiode PD. Light is converted into an electric signal by the photodiode PD, and at this time, an electric signal corresponding to the amount of laser light is obtained. The APC circuit is controlled in accordance with the electric signal so that the light amount of the emitted laser light becomes constant.
【0005】DVDでは、図5のように複数の波長のレ
ーザー光を発光するマルチモードで発光するレーザーを
使用することがある。シングルモードレーザーでは、レ
ーザー自体の温度特性や戻り光ノイズによって、発振周
波数が変動しやすかったり、またモードジャンプを起こ
しやすいなどで、光出力が変動し、ノイズが発生しやす
いという欠点があるからである。しかしながら、マルチ
モードによって635/650nmの波長で発光するレ
ーザーダイオードは開発されているが、信頼性が低くか
ったり、高価であるなどの欠点があった。[0005] In DVD, a laser that emits laser light of a plurality of wavelengths in a multi-mode may be used as shown in FIG. Single mode lasers have the drawback that the oscillation frequency is likely to fluctuate due to the temperature characteristics of the laser itself and the return light noise, and that mode jumps are likely to occur, so that the optical output fluctuates and noise tends to occur. is there. However, although a laser diode that emits light at a wavelength of 635/650 nm by multi-mode has been developed, it has disadvantages such as low reliability and high cost.
【0006】そこで、一般には高周波重畳法を使って、
シングルモードのレーザーダイオードを駆動させて、マ
ルチモードのレーザー光を得る方法が取られていた。高
周波重畳法では、図5の如く短波長のレーザー光を発光
し得る(シングルモード)レーザーダイオードが動作立
ち上がり時にマルチモードで発光することを利用する。
特にレザーダイオードが自励発振型であると、立ち上が
り時にマルチモードになりやすい。高調波重畳法を達成
する回路として、図4の点線ようにレザーダイオードL
Dに高周波信号を印加する発振器OSCを備える。外部
からレザーダイオードに高周波信号を印加することで立
ち上がり状態を継続させ、複数の波長を含むレーザー光
を発光させている。よって、高調波重畳法により、シン
グルモードのレーザーダイオードを使って、あたかもマ
ルチモードのレーザーダイオードを使用しているように
見ることができるのである。シングルモードで650n
mのレーザー光を発光するレーザーダイオードは汎用品
として広く市場に出ているため、現在高調波重畳法が有
効な手段の一つとなっている。Therefore, generally, using a high frequency superposition method,
A method of driving a single-mode laser diode to obtain a multi-mode laser beam has been used. The high-frequency superposition method utilizes the fact that a laser diode capable of emitting short-wavelength laser light (single mode) as shown in FIG.
In particular, if the laser diode is a self-excited oscillation type, it tends to be in a multi-mode at the time of rising. As a circuit for achieving the harmonic superposition method, a laser diode L as shown by a dotted line in FIG.
An oscillator OSC for applying a high-frequency signal to D is provided. By applying a high-frequency signal to the laser diode from the outside, the rising state is continued, and laser light including a plurality of wavelengths is emitted. Thus, by using the harmonic superposition method, it is possible to use a single-mode laser diode and look as if using a multi-mode laser diode. 650n in single mode
Laser diodes emitting m laser light are widely available on the market as general-purpose products, and the harmonic superposition method is one of the effective means at present.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、発振器の出力信号をレーザーダイオードに直接印加
させていた。また、発振器を集積化した場合には、外付
け素子として共振回路が接続されるが、外付け素子の特
性のばらつきにより、発振器の出力レベルがばらつくこ
とがあった。外付け素子を慎重に選択しても、ばらつき
は存在するため、発振器の出力レベルを安定して得るこ
とができなかった。However, conventionally, the output signal of the oscillator has been directly applied to the laser diode. Further, when an oscillator is integrated, a resonance circuit is connected as an external element, but the output level of the oscillator sometimes fluctuates due to variations in characteristics of the external element. Even if the external elements are carefully selected, the output level of the oscillator cannot be stably obtained because of the variation.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波重畳法
によりレーザー素子を駆動するための発振回路におい
て、発振器と、該発振器の出力発振信号をレーザー素子
に出力する出力増幅器とを備え、出力増幅器の動作を線
形領域と飽和領域との境界で行わせることを特徴とす
る。According to the present invention, there is provided an oscillation circuit for driving a laser element by a high frequency superposition method, comprising: an oscillator; and an output amplifier for outputting an output oscillation signal of the oscillator to the laser element. The operation of the amplifier is performed at the boundary between the linear region and the saturation region.
【0009】また、同一半導体基板上に集積化すること
を特徴とする。Further, it is characterized in that it is integrated on the same semiconductor substrate.
【0010】特に、前記出力増幅器の入力バイアスを、
増幅動作が線形領域と飽和領域との境界で行うように設
定することを特徴とする。In particular, the input bias of the output amplifier is
The amplification operation is set to be performed at the boundary between the linear region and the saturation region.
【0011】本発明によれば、発振器からの出力信号
は、出力増幅器において線形領域と飽和領域との境界で
増幅されるので、出力変動を抑制することが可能にな
る。According to the present invention, since the output signal from the oscillator is amplified at the boundary between the linear region and the saturation region in the output amplifier, it is possible to suppress the output fluctuation.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
図であり、1は共振素子LCの共振周波数に応じた発振
周波数で発振し、発振信号を出力する発振器、2は発振
器1の出力発信号を増幅する出力増幅器である。発振器
1及び出力増幅器2は同一の半導体基板上に集積化され
て構成される。尚、図4の従来例と同一の回路について
は、図4と同一の符号を付し、説明を省略する。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an oscillator which oscillates at an oscillation frequency corresponding to the resonance frequency of a resonance element LC and outputs an oscillation signal, and 2 denotes an oscillator 1 Is an output amplifier that amplifies the output signal of the first embodiment. The oscillator 1 and the output amplifier 2 are configured to be integrated on the same semiconductor substrate. Note that the same circuits as those in the conventional example in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 4, and description thereof will be omitted.
【0013】図1において、発振器1は、共振素子LC
の共振周波数に応じて、数百MHzで発振する。発振器
1から発振信号は出力増幅回路2で増幅される。出力増
幅回路2の出力増幅信号は、カップリングコンデンサー
Cで直流除去される。直流除去された後の出力信号は、
APC回路からのバイアスと重畳された後、レーザーダ
イオードLDに印加される。レーザーダイオードLDと
発振増幅信号との関係は図6のようになり、前記バイア
スは、自励発振型でシングルモードであるレーザーダイ
オードLDの発振開始電流に一致する。バイアスが重畳
された発振信号によりレーザーダイオードLDが発振す
るが、正の振幅の場合レーザーダイオードLDがオン
し、負の振幅の場合レーザーダイオードLDはオフす
る。従って、レーザーダイオードLDから単位時間毎に
レーザー光が発光する。In FIG. 1, an oscillator 1 includes a resonance element LC
Oscillates at several hundred MHz according to the resonance frequency of An oscillation signal from the oscillator 1 is amplified by the output amplifier circuit 2. The output amplified signal of the output amplifier circuit 2 is subjected to DC removal by the coupling capacitor C. The output signal after DC removal is
After being superimposed on the bias from the APC circuit, it is applied to the laser diode LD. The relationship between the laser diode LD and the oscillation amplification signal is as shown in FIG. 6, and the bias matches the oscillation start current of the laser diode LD which is a self-excited oscillation type and single mode. The laser diode LD oscillates by the oscillation signal on which the bias is superimposed. When the amplitude is positive, the laser diode LD is turned on, and when the amplitude is negative, the laser diode LD is turned off. Therefore, laser light is emitted from the laser diode LD every unit time.
【0014】このようにレーザーダイオードLDが単位
時間毎に立ち上がることにより、シングルモード型のレ
ーザーダイオードLDからマルチモードでつまり複数の
波長を含んだレーザー光が発光する。そして、レーザー
ダイオードLDは数百MHzの高周波数でオンするの
で、レーザーダイオードLDが連続して発光しているよ
うに見える。従って、レーザーダイオードLDがマルチ
モードで発振しているように見える。As described above, the laser diode LD rises every unit time, so that the single mode type laser diode LD emits laser light in a multi-mode, that is, including a plurality of wavelengths. Since the laser diode LD is turned on at a high frequency of several hundred MHz, it looks as if the laser diode LD emits light continuously. Therefore, it appears that the laser diode LD oscillates in multi-mode.
【0015】図2は図1の発振器1及び出力増幅回路2
の具体回路例を示す図である。発振器1は、コルピッツ
型の発振器であって、ベースに共振回路LCが接続され
たトランジスタTr1と、トランジスタTr1のベース
及びグランドGND間に直列接続された2つのコンデン
サーC1及びC2とを備え、コンデンサーC1及びC2
の接続点がトランジスタTr1のエミッタと抵抗R1を
介してトランジスタTr1のベースとに接続される。コ
ルピッツ発振器については従来からよく知られた回路な
ので、その動作説明を省略する。FIG. 2 shows the oscillator 1 and the output amplifier 2 of FIG.
3 is a diagram showing a specific circuit example of FIG. The oscillator 1 is a Colpitts-type oscillator and includes a transistor Tr1 having a base connected to the resonance circuit LC, and two capacitors C1 and C2 connected in series between the base of the transistor Tr1 and the ground GND. And C2
Is connected to the emitter of the transistor Tr1 and the base of the transistor Tr1 via the resistor R1. Since the Colpitts oscillator is a well-known circuit, the description of its operation is omitted.
【0016】また、出力増幅器2は、ベースに発振信号
が印加されるトランジスタTr2と、トランジスタTr
2のベースバイアスを設定する抵抗R2及びR3であ
る。尚、抵抗R2及びR3は帰還抵抗も兼ねている。発
振器1の発振信号はトランジスタTr2のベースに印加
され、電流増幅率β2によって増幅される。増幅信号は
トランジスタTr2のコレクタに発生し、出力端子を介
してレーザーダイオードLD(図示されず)に供給され
る。The output amplifier 2 includes a transistor Tr2 to which an oscillation signal is applied to a base, and a transistor Tr2.
The resistors R2 and R3 set the base bias of R2. Note that the resistors R2 and R3 also serve as feedback resistors. The oscillation signal of the oscillator 1 is applied to the base of the transistor Tr2 and is amplified by the current amplification factor β2. The amplified signal is generated at the collector of the transistor Tr2 and supplied to a laser diode LD (not shown) via an output terminal.
【0017】このように、図1の発振器及び出力増幅器
は、図2のように簡単な回路で構成することができる。
その為、同一の半導体基板上に集積化しても、大きなチ
ップ面積とすることなく、小型化に大きく寄与すること
ができる。As described above, the oscillator and the output amplifier of FIG. 1 can be constituted by a simple circuit as shown in FIG.
Therefore, even if integrated on the same semiconductor substrate, it is possible to greatly contribute to miniaturization without increasing the chip area.
【0018】よって、DVDプレーヤやMDプレーヤな
どの光学式ディスク再生装置に使用されるピックアップ
に応用した場合には、ピックアップ自体の大きさを小型
化することが可能になる。Therefore, when the present invention is applied to a pickup used in an optical disc reproducing apparatus such as a DVD player or an MD player, the size of the pickup itself can be reduced.
【0019】ところで、一般にトランジスタの入出力特
性は図7のように、入力電流が小さい領域は線形性とな
り、入力電流が大きい領域では飽和する。出力増幅器2
において、トランジスタTR2の入力バイアスは抵抗R
2及びR3によって設定される。本発明において、トラ
ンジスタTr2のベースバイアスが所定の値になるよう
に、抵抗R2及びR3の値を調整する。つまり、入力信
号に対してトランジスタTr2が飽和するように入力ベ
ースバイアスが調整される。その為、トランジスタTr
2は入力となる発振信号に対して図7の領域Aで動作す
ることになる。従って、発振入力信号の一部がトランジ
スタTr2の飽和領域で増幅される。Generally, as shown in FIG. 7, the input / output characteristics of a transistor are linear in a region where the input current is small, and are saturated in a region where the input current is large. Output amplifier 2
, The input bias of the transistor TR2 is the resistance R
2 and R3. In the present invention, the values of the resistors R2 and R3 are adjusted so that the base bias of the transistor Tr2 has a predetermined value. That is, the input base bias is adjusted so that the transistor Tr2 is saturated with respect to the input signal. Therefore, the transistor Tr
2 operates in the region A of FIG. 7 with respect to the oscillation signal to be input. Therefore, a part of the oscillation input signal is amplified in the saturation region of the transistor Tr2.
【0020】図7のように線形領域と飽和領域との境付
近では、入力に対する出力の傾きが他の領域より緩やか
となっており、つまり増幅率が低く設定される。トラン
ジスタTr2を線形領域と飽和領域との境界で動作させ
ると、トランジスタTr2の入力がバラツキによって変
動して出力変動が大きくなることを防止することができ
る。よって、出力増幅器2から、レベルが安定した出力
信号を発生させることができる。As shown in FIG. 7, near the boundary between the linear region and the saturation region, the slope of the output with respect to the input is gentler than in other regions, that is, the amplification factor is set lower. When the transistor Tr2 is operated at the boundary between the linear region and the saturation region, it is possible to prevent the input of the transistor Tr2 from fluctuating due to variation and increasing the output fluctuation. Therefore, an output signal whose level is stable can be generated from the output amplifier 2.
【0021】また、他の効果として、図7の領域Aでは
出力増幅器の増幅率が低く設定されているので、大出力
が出力されることが防止され、その結果出力増幅器から
の過大電流によるレーザーダイオードLDの破壊を防止
することができる。As another effect, in the region A of FIG. 7, the amplification factor of the output amplifier is set to be low, so that a large output is prevented from being output. Destruction of the diode LD can be prevented.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明に依れば、発振器の出力信号を出
力増幅器で増幅させるので、安定した出力信号を得るこ
とができる。また、出力増幅器を線形領域と飽和領域と
の境界で動作させているので、出力信号のバラツキが抑
えられる。According to the present invention, since the output signal of the oscillator is amplified by the output amplifier, a stable output signal can be obtained. Further, since the output amplifier is operated at the boundary between the linear region and the saturation region, variations in the output signal can be suppressed.
【図1】本発明の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の具体回路例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific circuit example of FIG. 1;
【図3】CD及びDVD上のピットと光スポットとを示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing pits and light spots on a CD and a DVD.
【図4】高周波重畳法による従来回路を示すブロック図
である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional circuit based on a high-frequency superposition method.
【図5】シングルモードまたはマルチモードでレーザー
が発行したときのスペクトラムを示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a spectrum when a laser emits in a single mode or a multi mode.
【図6】レーザーダイオードLDの特性を示す特性図で
ある。FIG. 6 is a characteristic diagram showing characteristics of the laser diode LD.
【図7】出力増幅器2の入出力関係を示す特性図であ
る。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an input / output relationship of the output amplifier 2.
1 発振器 2 出力増幅器 1 oscillator 2 output amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 政明 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松宮 芳明 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA12 BA01 DA01 DA05 FA05 HA41 HA68 5F073 BA05 EA15 EA29 GA04 GA12 GA38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaaki Nakatani 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Matsumiya 2-chome, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 F-term (reference) in Sanyo Electric Co., Ltd. 5D119 AA12 BA01 DA01 DA05 FA05 HA41 HA68 5F073 BA05 EA15 EA29 GA04 GA12 GA38
Claims (3)
するための発振回路において、 発振器と、該発振器の出力発振信号をレーザー素子に出
力する出力増幅器とを備え、 出力増幅器の動作を線形領域と飽和領域との境界で行わ
せることを特徴とする発振回路。1. An oscillation circuit for driving a laser element by a high frequency superposition method, comprising: an oscillator; and an output amplifier for outputting an output oscillation signal of the oscillator to the laser element. An oscillation circuit characterized by being performed at a boundary with a region.
徴とする請求項1記載の発振回路。2. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the oscillation circuit is integrated on the same semiconductor substrate.
動作が線形領域と飽和領域との境界で行うように設定す
ることを特徴とする請求項1記載の発振回路。3. The oscillation circuit according to claim 1, wherein an input bias of said output amplifier is set such that an amplification operation is performed at a boundary between a linear region and a saturation region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01593999A JP3619694B2 (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Oscillator circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01593999A JP3619694B2 (en) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | Oscillator circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000216482A true JP2000216482A (en) | 2000-08-04 |
JP3619694B2 JP3619694B2 (en) | 2005-02-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8615027B2 (en) | 2008-07-23 | 2013-12-24 | Sony Corporation | Laser diode, optical disk device and optical pickup |
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1999
- 1999-01-25 JP JP01593999A patent/JP3619694B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8615027B2 (en) | 2008-07-23 | 2013-12-24 | Sony Corporation | Laser diode, optical disk device and optical pickup |
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