JP2003332677A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体レーザの伝送帯域を拡大することができ
る半導体レーザ駆動回路を実現するものである。 【解決手段】変調された情報信号に基づく駆動電流によ
り駆動する半導体レーザを用いた半導体レーザ駆動回路
において、駆動電流の半導体レーザまでの伝送路に接続
され、当該接続点を介して伝送路から定電流を引き込む
定電流手段と、伝送路における接続点と定電流手段との
間に接続され、定電流手段の電位を基準とする負荷抵抗
とを設け、負荷抵抗を可変させて半導体レーザの動作抵
抗との間でインピーダンス整合をとるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ駆動回
路に関し、例えば光ディスク装置の光ピックアップに適
用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば光ディスク装置において
は、光ピックアップの光源に用いられる半導体レーザを
情報信号に応じて点灯駆動させることにより、当該半導
体レーザから光ディスク上にレーザ光を照射しながら当
該情報信号に基づくピット列を形成するようになされて
いる。

【０００３】そしてこの光ディスク装置では、記録時に
半導体レーザから出射されるレーザ光の波形（以下、こ
れを光出力波形と呼ぶ）の列について、当該光出力波形
ごとにそれぞれピークレベルに達している場合のみ、光
ディスク上に形成されるピット列から元の情報信号を確
実に再生し得るようになされている。

【０００４】実際に、半導体レーザとして発振波長が68
0〔nm〕の赤色レーザを用いた光ディスク装置では、記
録時における情報信号の伝送速度が10〔Mbit／sec〕の
場合には、半導体レーザの光出力波形の立上り時間及び
立下り時間がそれぞれ2.0〔nsec〕以下であっても、実
用上十分にピークレベルに達することができる。

【０００５】そして近年では、半導体レーザとして発振
波長が400〔nm〕である青色レーザが使用されることが
多く、この場合、記録時における情報信号の伝送速度が
35〔Mbit／sec〕と設定されることから、半導体レーザ
の光出力波形列について全ての光出力波形をピークレベ
ルに到達させるためには、半導体レーザの光出力波形の
立上り時間及び立下り時間をそれぞれ1.0〔nsec〕以下
にする必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、製造上の制限
に起因して、現状では半導体レーザの光出力波形の立上
り時間及び立下り時間はそれぞれ1.5〜2.0〔nsec〕が限
界であり、1.0〔nsec〕以下に到達することは非常に困
難となる問題があった。

【０００７】かかる製造上の制限としては、第１に、使
用する半導体レーザを赤色レーザから青色レーザに代え
ると、半導体レーザの駆動回路における等価回路の時定
数が大きくなり、当該半導体レーザの応答周波数が低下
するという問題があった。

【０００８】すなわち半導体レーザの動作抵抗の抵抗値
を10〔Ω〕から約15〜20〔Ω〕に、当該動作抵抗に並列
接続されるコンデンサの並列容量を10〔pF〕から20〜25
〔pF〕にそれぞれ大きく変更する必要があり、動作抵抗
及び並列容量の値をそれぞれ上げたことで、半導体レー
ザの応答周波数が低帯域となってしまう。

【０００９】また第２に、半導体レーザは通常、カソー
ド電極がパッケージと導通接続されており、単純には駆
動回路内で半導体レーザへの最終段にＰＮＰ形トランジ
スタを設けて当該半導体レーザを駆動させる必要がある
が、当該駆動回路がＩＣ（Integrated Circuit）化さ
れた場合にはＰＮＰ形トランジスタを高速化させること
が困難である。

【００１０】さらに最近の青色レーザからなる半導体レ
ーザを用いた光ディスク装置では、高速な記録再生が要
求されており、情報信号の伝送速度も赤色レーザの場合
の２倍に相当する70〔Mbit／sec〕に上げなければなら
ず、変調方式に基づく反転間隔が長くなると、これに応
じた半導体レーザの光出力波形列がそれぞれピークレベ
ルに達することができない状態となっている。この結
果、光ディスク上に形成されるピットがトラック形状で
はなく１方向に偏った雫形状になるおそれがあった。

【００１１】単品部品の増幅器では正負の２電源を使用
することができるため、駆動回路内で半導体レーザへの
最終段にＮＰＮ形トランジスタを設けた場合には、当該
半導体レーザの光出力波形の立上り時間及び立下り時間
を共に1.0〔nsec〕以下に達成させ得るようであるが、
光ピックアップの小型化を考慮すると実際上ＮＰＮ形ト
ランジスタを採用することは非常に困難であった。

【００１２】すなわち図５おける半導体レーザ駆動回路
１では、差動対を構成する第１及び第２のＮＰＮ形トラ
ンジスタＴＲ１、ＴＲ２を有し、当該第１のＮＰＮ形ト
ランジスタＴＲ１のベースに入力される変調信号に基づ
く記録電圧Ｖ_１を増幅して、当該第１のＮＰＮ形トラン
ジスタＴＲ１のコレクタから駆動電流として半導体レー
ザ２に供給することにより、当該半導体レーザ２を点灯
駆動するようになされている。

【００１３】この場合、第１のＮＰＮ形トランジスタＴ
Ｒ１と一体に差動対を構成する第２のＮＰＮ形トランジ
スタＴＲ２のベースには、電池３から一定電圧の基準電
圧が印加されると共に、これら第１及び第２のＮＰＮ形
トランジスタＴＲ１、ＴＲ２の共通エミッタは、抵抗Ｒ
１を介して接地されている。また第１のＮＰＮ形トラン
ジスタＴＲ１のコレクタは、直接定電圧源Ｖ_ＣＣに接続
されており、当該定電圧源Ｖ_ＣＣと第２のＰＮＰ形トラ
ンジスタＴＲ２のコレクタとの間に半導体レーザ２が介
挿されている。

【００１４】かかる構成の半導体レーザ駆動回路１で
は、半導体レーザ２が正の電源と導通接続ができるよう
に、当該半導体レーザ２のカソード電極がグランドであ
るパッケージと絶縁している必要があるが、実際には駆
動時の放熱を考慮して、半導体レーザ２をパッケージに
接地するようになされているため採用されない。

【００１５】また図５との対応部分に同一符号を付した
図６における半導体レーザ駆動回路５では、上述の図５
に示す半導体レーザ駆動回路１と異なり、定電圧源Ｖ
_ＣＣと第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ２のコレクタと
の間に抵抗Ｒ２及びＰＮＰ形トランジスタＴＲ３を挿入
して、当該ＰＮＰ形トランジスタ３のコレクタと第２の
ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のコレクタとの接続中点に
半導体レーザ２のアノード電極を接続するようにして、
当該半導体レーザ２のカソード電極を接地するようにな
されている。

【００１６】しかし、この半導体レーザ駆動回路５で
は、差動対を構成する第１及び第２のＮＰＮ形トランジ
スタＴＲ１、ＴＲ２の共通エミッタに負の電源を接続す
る必要があるため、ＩＣ化のような小型化には実用上不
十分であった。

【００１７】半導体レーザ２の応答周波数を広帯域にす
べく、見かけ上の半導体レーザ２の動作抵抗を小さくす
るには、当該動作抵抗と並列に別の抵抗を接続すれば良
いが、半導体レーザ２はある意味の定電圧ダイオードで
あり、約4.0〔V〕の動作電位をもっているため、単純に
抵抗を並列接続しただけでは、動作抵抗の変化に十分に
対応し得ないという問題があった。

【００１８】さらに半導体レーザ２の動作抵抗に並列接
続した抵抗にコンデンサを直列接続することで、当該抵
抗に流れる直流電流を阻止することができると考えられ
るが、半導体レーザ２のモードが記録、再生又は消去と
変化するため、電流変化に応じてコンデンサの充放電を
行わねばならず、その分だけ電流を流す必要があり、こ
の結果過電流が発生した場合には過渡応答が生じるとい
った問題が残ることとなる。

【００１９】さらに変調された情報信号は周波数帯域が
非常に低いところまでスペクトラムが広がっており、イ
ンピーダンスも低く、コンデンサは数十〔μF〕と非常
に大きな容量が必要とされる。このためコンデンサの形
状が光ヒップアップに搭載できないほど大きくなり、構
造上インピーダンスが広帯域なものは存在しないことと
なる。

【００２０】再生時に高周波重畳する際にはその影響を
避けるべく、記録時にのみ用いられる負荷を再生時には
切り離す必要があるが、トランジスタのスイッチ極間容
量が大きいため、オフ状態でのインピーダンス値が大き
いスイッチは現状には存在しない。

【００２１】半導体レーザ２の応答周波数が数百〔MH
z〕の広帯域の増幅器を使用した負荷も考えられるが、1
00〔MHz〕以上の高周波数では当該増幅器におけるフィ
ードバックの遅延によって帰還がかからなくなり、イン
ピーダンスが増大する。さらには駆動回路自体の回路規
模が大きくなると、回路パターンのインダクタンスも無
視できなくなり影響を受けることとなる。

【００２２】ここで、単電源動作を行うべく半導体レー
ザ２への最終段にＰＮＰ形トランジスタを設けた半導体
レーザ駆動回路１０を、図５との対応部分に同一符号を
付した図７に示す。この半導体レーザ駆動回路１０で
は、第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１のコレクタと定
電圧源Ｖ_ＣＣとの接続中点は、それぞれ抵抗Ｒ４、Ｒ５
を介して第１及び第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ４、
ＴＲ５のエミッタに接続されている。

【００２３】また第２のＮＰＮ形トランジスタＴＲ２の
コレクタは、第１のＰＮＰ形トランジスタＴＲ４のベー
ス及びコレクタに接続されると共に、第２のＰＮＰ形ト
ランジスタＴＲ５のベースにも接続されている。

【００２４】このようにこの半導体レーザ駆動回路１０
では、第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１のベースに入
力された変調信号に基づく記録電圧Ｖ_１を、２段構成で
なる第１及び第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ４、ＴＲ
５を介して増幅された後、当該第２のＰＮＰ形トランジ
スタＴＲ５のコレクタから駆動電流として半導体レーザ
２に供給することにより、当該半導体レーザ２を点灯駆
動するようになされている。

【００２５】この半導体レーザ駆動回路１０について、
かかる回路構成のうち第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ
５及び半導体レーザ２における交流（ＡＣ：alternatin
g current）等価回路１５を図８に示す。

【００２６】この交流等価回路１５では、第２のＰＮＰ
形トランジスタＴＲ５に相当する電流源１６と、当該第
２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５の出力抵抗Ｒ_ＴＲ５及
び出力容量Ｃ_ＴＲ５と、半導体レーザ２の極間容量Ｃ
_ＬＤ及び動作抵抗Ｒ_ＬＤとが並列接続されると共に、第
２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５から半導体レーザ２ま
での線路インピーダンス（主にインダクタンス）Ｌ１を
加えたＬＲＣの伝送路を構成を有している。

【００２７】かかる交流等価回路１５において、インピ
ーダンス整合をとれば、半導体レーザ２の応答周波数の
伝送帯域を最適化し得ることがわかる。しかしながら、
図８に示す交流等価回路において、さらに直流（ＤＣ：
direct current）を加味した場合には、半導体レーザ２
の動作抵抗Ｒ_ＬＤには約4.0〔V〕の動作電圧が存在する
こととなり、すなわち当該動作抵抗Ｒ_ＬＤと直列に約4.
0〔V〕の電池が接続されたことと同様になるため、単純
に抵抗素子を挿入するだけではインピーダンスの整合を
とることができない。

【００２８】またインピーダンス整合は電力損失を伴う
ため、記録時、再生時又は消去時における各モードの変
化を考慮しなけらばならないという問題があった。

【００２９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、半導体レーザの伝送帯域を拡大することができる半
導体レーザ駆動回路を提案しようとするものである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、変調された情報信号に基づく駆動
電流により駆動する半導体レーザを用いた半導体レーザ
駆動回路において、駆動電流の半導体レーザまでの伝送
路に接続され、当該接続点を介して伝送路から定電流を
引き込む定電流手段と、伝送路における接続点と定電流
手段との間に接続され、定電流手段の電位を基準とする
負荷抵抗とを設け、負荷抵抗を可変させて半導体レーザ
の動作抵抗との間でインピーダンス整合をとるようにし
た。

【００３１】この結果この半導体レーザ駆動回路では、
半導体レーザの出力レベルをその応答周波数が高帯域に
なっても上げることができる。かくして半導体レーザの
発振波長が比較的高くかつ情報信号の伝送速度が比較的
速い場合であっても、半導体レーザの光出力波形の立上
り時間及び立下り時間を格段と短くすることができる。

【００３２】また本発明においては、伝送路における接
続点と定電流手段との間で負荷抵抗と直列に接続された
インピーダンス素子を設け、インピーダンス素子を可変
させて伝送路のインダクタンスとの間でインピーダンス
整合をとるようにした。

【００３３】この結果この半導体レーザ駆動回路では、
半導体レーザへの伝送路のインダクタンスをも考慮しな
がら、半導体レーザの出力レベルをその応答周波数が高
帯域になっても上げることができる。かくして半導体レ
ーザの発振波長が比較的高くかつ情報信号の伝送速度が
比較的速い場合であっても、半導体レーザの光出力波形
の立上り時間及び立下り時間を格段と短くすることがで
きる。

【００３４】さらに本発明においては、定電流手段は、
ベースに入力される切換信号の信号レベルに応じて動作
をオン状態又はオフ状態に切り換えるトランジスタを具
え、トランジスタの切り換えに応じて、伝送路からの定
電流の引き込みを開始又は停止するようにした。

【００３５】この結果この半導体レーザ駆動回路では、
半導体レーザと並列にスイッチング素子を設けた場合と
比較して、高周波帯域におけるスイッチング素子の極間
容量やオン状態での飽和抵抗に影響されて不完全な動作
となるのを未然に防止することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。

【００３７】（１）本実施の形態による半導体レーザ駆
動回路の構成 図７との対応部分に同一符号を付して示す図１におい
て、２０は全体として記録再生用の光ディスク装置（図
示せず）の光ピックアップに搭載された本実施の形態に
よる半導体レーザ駆動回路を示し、記録データ出力部２
１及びエンコーダ２２が設けられると共に、ＤＣ浮動型
インピーダンス整合回路２３が新たに付加されたことを
除いて、図７に示す従来の半導体レーザ駆動回路１０と
同様の構成からなる。

【００３８】この光ディスク装置の記録動作時には、半
導体レーザ駆動回路２０において、外部のビデオカメラ
（図示せず）や記録媒体を再生して得られる記録データ
Ｄ１を記録データ出力部２１で受け取り、当該記録デー
タ出力部２１から出力した記録データＤ１をエンコーダ
２２において所定の変調方式で変調した記録電圧Ｖ_１を
第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１のベースに供給す
る。

【００３９】この第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１
は、第２のＮＰＮ形トランジスタＴＲ２と一体に差動対
を構成しており、当該第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ
１のベースには、上述の変調された記録データＤ１に基
づく記録電圧Ｖ_１が入力されると共に、当該第２のＮＰ
Ｎ形トランジスタＴＲ２のベースには、電池３から一定
電圧の基準電圧が印加され、これら第１及び第２のＮＰ
Ｎ形トランジスタＴＲ１、ＴＲ２の共通エミッタは、抵
抗ＲＴ１を介して接地されている。

【００４０】また第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１の
コレクタは、直接定電圧源Ｖ_ＣＣに接続されており、当
該コレクタと定電圧源Ｖ_ＣＣとの接続中点は、それぞれ
抵抗Ｒ４、Ｒ５を介して第１及び第２のＰＮＰ形トラン
ジスタＴＲ４、ＴＲ５のエミッタに接続されている。

【００４１】さらに第２のＮＰＮ形トランジスタＴＲ２
のコレクタは、第１のＰＮＰ形トランジスタＴＲ４のベ
ース及びコレクタに接続されると共に、第２のＰＮＰ形
トランジスタＴＲ５のベースにも接続されている。

【００４２】また半導体レーザ駆動回路２０には、ＤＣ
浮動型インピーダンス整合回路２３が設けられており、
記録時に、半導体レーザ２の動作電圧の変化に左右され
ることなく、当該半導体レーザ２の線路から定電流を引
き込んでその動作電圧を低下させるようになされてい
る。

【００４３】このＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２
３は、オペアンプ２４及びＰＮＰ形トランジスタ（以
下、これを整合用トランジスタと呼ぶ）ＴＲ６を有する
帰還回路構成でなり、当該オペアンプ２４の入力段に設
けられたスイッチングとしての役割を果たすＮＰＮ形ト
ランジスタ（以下、これをスイッチング用トランジスタ
と呼ぶ）ＴＲ７が、外部入力されるモード選択信号Ｓ１
に基づく記録モード又は再生モードに応じてオフ動作又
はオン動作することにより、かかる帰還回路を構成する
整合用トランジスタＴＲ６の出力を制御するようになさ
れている。

【００４４】このスイッチング用トランジスタＴＲ７
は、記録時には「Ｌ」レベルのモード選択信号Ｓ１がベ
ースに与えられてオフ動作する一方、再生時には「Ｈ」
レベルのモード選択信号Ｓ１がベースに与えられてオン
動作する。

【００４５】スイッチング用トランジスタＴＲ７のコレ
クタは、オペアンプ２４の反転入力端子と、一端が接地
された抵抗Ｒ７の他端と、一端がオペアンプ２４の正電
源端子及び定電圧源Ｖ_ＣＣ間の接続中点に接続された抵
抗Ｒ８の他端とにそれぞれ接続されている。

【００４６】オペアンプ２４は、その出力端が整合用ト
ランジスタＴＲ６のベースに接続され、非反転入力端子
が帰還抵抗Ｒ９を介して当該整合用トランジスタＴＲ６
のコレクタと帰還ループを構成するように接続されてい
る。またオペアンプ２４の負電源端子は接地されてい
る。

【００４７】なおこのオペアンプ２４は、接地電圧に近
いリファレンス電圧と信号電圧とを扱うため、正電源端
子及び負電源端子間の電源電圧範囲が十分なレイルアン
プを使う必要がある。

【００４８】この帰還ループ内における帰還抵抗Ｒ９及
び整合用トランジスタＴＲ６のコレクタ間の接続中点に
は、一端が接地された抵抗Ｒ１０の他端と、一端が接地
された信号平滑用のコンデンサＣ１の他端とがそれぞれ
接続されている。

【００４９】整合用トランジスタＴＲ６のエミッタに
は、コイルＬ２の一端が接続され、当該コイルＬ２の他
端には、一端が第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５のコ
レクタ及び半導体レーザ２間の接続中点と接続された抵
抗Ｒ１１の他端が接続されている。

【００５０】この半導体レーザ駆動回路２０において、
記録時には、記録データ出力部２１及び続くエンコーダ
２２から出力される変調された記録データＤ１に基づく
記録電圧Ｖ_１が第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１のベ
ースに供給されると共に、記録モードを表す「Ｌ」レベ
ルのモード選択信号Ｓ１がＤＣ浮動型インピーダンス整
合回路２３のスイッチング用トランジスタＴＲ７のベー
スに与えられる。

【００５１】まずＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２
３において、スイッチング用トランジスタＴＲ７がベー
スに与えられた「Ｌ」レベルのモード選択信号Ｓ１に基
づいてオフ動作をし、この結果、オペアンプ２４の反転
入力端子には、接地された抵抗Ｒ７の端子間電圧が与え
られる。

【００５２】このとき半導体レーザ駆動回路２０では、
第１のＮＰＮ形トランジスタＴＲ１のベースに入力され
た変調された記録データＤ１に基づく記録電圧Ｖ_１を、
２段構成でなる第１及び第２のＰＮＰ形トランジスタＴ
Ｒ４、ＴＲ５を介して増幅された後、当該第２のＰＮＰ
形トランジスタＴＲ５のコレクタ電流Ｉ_２を半導体レー
ザ２に供給する。

【００５３】またＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２
３において、オペアンプ２４は、反転入力端子に与えら
れた抵抗Ｒ７の端子間電圧（リファレンス電圧）と非反
転入力端子に帰還抵抗Ｒ９を介して与えられた帰還電圧
との比較結果として得られるエラー電圧を出力端子から
整合用トランジスタＴＲ６のベースに供給する。

【００５４】これにより整合用トランジスタＴＲ６は、
動作状態となり、第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５の
コレクタから供給される記録電流Ｉ_２が、抵抗Ｒ１１及
び続くコイルＬ２を介してエミッタに与えられると、コ
レクタからコレクタ電流を帰還抵抗Ｒ９を介してオペア
ンプ２４の非反転入力端子にフィードバックさせる。

【００５５】オペアンプ２４は、整合用トランジスタＴ
Ｒ６と一体に帰還ループを構成していることにより、当
該整合用トランジスタＴＲ６のコレクタの電位が接地さ
れた抵抗Ｒ７の端子間電圧と一致するまでフィードバッ
ク動作を行う。

【００５６】やがて帰還ループのフィードバック動作が
安定状態となると、抵抗Ｒ１０の端子間電圧が一定とな
るため、整合用トランジスタＴＲ６は定電流動作とな
る。この結果、整合用トランジスタＴＲ６のエミッタ側
におけるインピーダンスＺは、整合用トランジスタＴＲ
６のエミッタ電流をＩ_ｅ、オペアンプ２４の出力インピ
ーダンスをＲ_Ｏ、整合用トランジスタＴＲ６の電流増幅
率をｈ_ｆｅとしたとき、次式、

【００５７】

【数１】

【００５８】で表され、Ｉ_ｅ＝10〔mA〕、Ｒ_Ｏ＝10
〔Ω〕、ｈ_ｆｅ＝100としたとき、インピーダンスＺ
は、2.6〔Ω〕の動作抵抗をもつこととなる。

【００５９】この半導体レーザ駆動回路２０について、
かかる回路構成のうち第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ
５、整合用トランジスタＴＲ６及び半導体レーザ２にお
ける交流等価回路３０を図２に示す。

【００６０】この交流等価回路３０では、第２のＰＮＰ
形トランジスタに相当する電流源３１と、当該第２のＰ
ＮＰ形トランジスタの出力抵抗Ｒ_ＴＲ５及び出力容量Ｃ
_{ＴＲ ５}と、ＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２３のう
ち整合用トランジスタＴＲ６のエミッタと直列する抵抗
Ｒ１１及びコイルＬ２と、半導体レーザ２の極間容量Ｃ
_ＬＤ及び動作抵抗Ｒ_ＬＤとが並列接続されている。

【００６１】ここでこの交流等価回路３０において、第
２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５から半導体レーザ２ま
での線路インピーダンス（主にインダクタンス）Ｌ１を
無視した場合には、１次のＬＰＦ（ローパスフィルタ）
を構成することとなり、これらが半導体レーザ２の応答
周波数の帯域を決定する。

【００６２】このように１次のＬＰＦを構成する交流等
価回路３０では、整合用トランジスタＴＲ６のエミッタ
出力に基づく動作抵抗（インピーダンスＺ）及びこれに
直列する抵抗Ｒ１１が半導体レーザ２の動作抵抗Ｒ_ＬＤ
と並列に入ると、第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５の
コレクタ出力に基づく負荷抵抗（出力抵抗）Ｒ
_ＴＲ５は、半導体レーザ２の動作抵抗Ｒ_ＬＤを20
〔Ω〕、抵抗Ｒ１１を18〔Ω〕としたとき、インピーダ
ンス整合の結果得られる値が約半分の10〔Ω〕となるた
め、等価的に半導体レーザ２の伝送帯域を拡大すること
ができる。

【００６３】しかし実際上、この交流等価回路３０に
は、第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５から半導体レー
ザ２までの線路インピーダンス（主にインダクタンス）
Ｌ１を無視することができないため、当該線路インピー
ダンスＬ１を加えた３次のＬＰＦを構成する。

【００６４】かかる３次のＬＰＦを構成する交流等価回
路３０において、第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５の
出力抵抗Ｒ_ＴＲ５及び出力容量Ｃ_ＴＲ５と、ＤＣ浮動型
インピーダンス整合回路２３のうち整合用トランジスタ
ＴＲ６のエミッタと直列する抵抗Ｒ１１及びコイルＬ２
とで入力側インピーダンスを構成する一方、半導体レー
ザ２の極間容量Ｃ_ＬＤ及び動作抵抗Ｒ_ＬＤで出力側イン
ピーダンスを構成し、入力側インピーダンス及び出力側
インピーダンス間でインピーダンス整合をとることによ
り、反射損（信号波の一部がはね返る現象）となる電流
をなくして信号の減衰を防止するようになされている。

【００６５】この３次のＬＰＦを構成する交流等価回路
３０のうち、出力側インピーダンスを構成する半導体レ
ーザ２の動作抵抗Ｒ_ＬＤが変化した場合、入力側インピ
ーダンスのうち抵抗Ｒ１１以外はすべて固定値であるた
め、当該抵抗Ｒ１１の値を可変させてインピーダンス整
合をとることにより、半導体レーザ２の出力レベルをそ
の応答周波数が高くなるにつれても上げることができ、
半導体レーザ２の応答周波数の帯域を広くすることがで
きる。

【００６６】半導体レーザ２から引き出された線路は、
いわゆる選択度（コイル特性の良さを示す値）の低いイ
ンダクタンスであって、負荷抵抗に近く、低域から減衰
するＣＲフィルタになるため、上述の交流等価回路３０
のようにコイルＬ２を挿入することにより伝送特性の改
善を図ることができる。

【００６７】これに対して半導体レーザ駆動回路２０に
おいて、再生時には、再生モードを表す「Ｈ」レベルの
モード選択信号Ｓ１がＤＣ浮動型インピーダンス整合回
路２３のスイッチング用トランジスタＴＲ７のベースに
与えられることにより、当該スイッチング用トランジス
タＴＲ７がオン動作をし、この結果、整合用トランジス
タＴＲ６をカットオフすることにより、ＤＣ浮動型イン
ピーダンス整合回路２３は半導体レーザ２から切り離さ
れて負荷とはならない。

【００６８】（２）本実施の形態の動作及び効果 以上の構成において、この光ディスク装置（図示せず）
の記録時、光ピックアップに搭載された半導体レーザ駆
動回路２０では、外部入力された記録データＤ１を変調
して記録電流Ｉ_２に変換する。これと共に半導体レーザ
駆動回路２０内のＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２
３は、外部入力された記録モードを表すモード選択信号
Ｓ１により動作オン状態とされる。

【００６９】そして半導体レーザ駆動回路２０内のＤＣ
浮動型インピーダンス整合回路２３では、オペアンプ２
４及び整合用トランジスタＴＲ６からなる帰還ループを
構成するようにしたことにより、当該整合用トランジス
タＴＲ６のエミッタ電流を常に一定にすることができ
る。

【００７０】ここで図４に示すように、特性曲線Ｆ１に
よると、半導体レーザ２の出力レベルはその応答周波数
が高帯域になるにつれて低下するという特性を有する
が、特性曲線Ｆ３で示すように、第２のＰＮＰ形トラン
ジスタＴＲ５及び整合用トランジスタＴＲ６による入力
側インピーダンスと、半導体レーザ２による出力側イン
ピーダンスとでインピーダンス整合をとることにより、
半導体レーザ２の出力レベルをその応答周波数が高帯域
になっても上げることができる。なお、ＤＣ浮動型イン
ピーダンス整合回路２３においてコイルＬ２を除いた場
合には、特性曲線Ｆ２のように特性曲線Ｆ１及びＦ３の
中間を表す結果が得られる。

【００７１】その際、整合用トランジスタＴＲ６のエミ
ッタと直列する抵抗Ｒ１１及びコイルＬ２のみが可変値
であるが、当該整合用トランジスタＴＲ６のエミッタ電
流が常に一定であるため、半導体レーザ２の動作電圧が
変化した場合でも、ＤＣ浮動型インピーダンス整合回路
２３自体はその変化に影響されることなく安定して動作
することができる。

【００７２】このように半導体レーザ２の伝送帯域を拡
大することにより、半導体レーザ２の発振波長が比較的
高くかつ記録時における記録データＤ１の伝送速度が比
較的速い場合であっても、半導体レーザ２の光出力波形
の立上り時間及び立下り時間を格段と短くすることがで
きる。

【００７３】この結果、半導体レーザ２の光出力波形列
について、当該光出力波形ごとにそれぞれピークレベル
に達することができ、当該半導体レーザ２を記録データ
Ｄ１に応じて点灯駆動させて、当該半導体レーザ２から
光ディスク上にレーザ光を照射しながら記録データＤ１
に基づくピット列を形成したとき、当該各ピットの形状
を１方向に偏った雫形状ではなくトラック形状にするこ
とができる。この後再生時において、光ディスク上に形
成されるピット列から元の記録データＤ１を確実に再生
させ得ることができる。

【００７４】また光ディスク装置の記録時又は再生時に
は、半導体レーザ駆動回路２０内のＤＣ浮動型インピー
ダンス整合回路２３に記録モード又は再生モードを表す
モード選択信号Ｓ１を供給して当該ＤＣ浮動型インピー
ダンス整合回路２３の動作をオン状態又はオフ状態とす
るようにしたことにより、半導体レーザ２と並列にスイ
ッチング素子を設けた場合と比較して高周波帯域におけ
るスイッチング素子の極間容量やオン状態での飽和抵抗
に影響されて不完全な動作となるのを未然に防止するこ
とができる。

【００７５】以上の構成によれば、この光ディスク装置
の記録時、光ピックアップに搭載された半導体レーザ駆
動回路２０において、オペアンプ２４及び整合用トラン
ジスタＴＲ６からなる帰還ループを構成するＤＣ浮動型
インピーダンス整合回路２３を、当該整合用トランジス
タＴＲ６のエミッタを第２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ
５のコレクタ及び半導体レーザ２間の接続中点に接続す
るように設け、整合用トランジスタＴＲ６を帰還ループ
に基づく定電流の負荷とするようにしたことにより、第
２のＰＮＰ形トランジスタＴＲ５及び整合用トランジス
タＴＲ６による入力側インピーダンスと、半導体レーザ
２による出力側インピーダンスとでインピーダンス整合
をとったときに、半導体レーザ２の動作電圧の変化に影
響されることなく、半導体レーザ２の出力レベルをその
応答周波数が高帯域になっても上げることができ、この
結果、当該半導体レー２の伝送帯域を拡大することがで
きる。

【００７６】かくして半導体レーザ２の伝送帯域を拡大
した分、半導体レーザ２の発振波長が比較的高くかつ記
録時における記録データＤ１の伝送速度が比較的速い場
合であっても、半導体レーザ２の光出力波形の立上り時
間及び立下り時間を格段と短くして、半導体レーザ２の
光出力波形列について当該光出力波形ごとにそれぞれピ
ークレベルに達することにより、光ディスク上に形成さ
れたピット列について当該各ピットの形状を偏りのない
トラック状にすることができ、かくして再生時に光ディ
スク上に形成されるピット列から元の記録データＤ１を
確実に再生させ得ることができる光ディスク装置を実現
し得る。

【００７７】（３）他の実施の形態 なお上述のように本実施の形態においては、変調された
記録データ（情報信号）Ｄ１に基づく記録電流（駆動電
流）Ｉ_２により駆動する半導体レーザ２を用いた半導体
レーザ駆動回路２０内において、記録電流Ｉ_２の半導体
レーザ２までの伝送路に接続され、当該接続点を介して
伝送路から定電流を引き込む定電流手段として、図１に
示すように、オペアンプ２４及び整合用トランジスタＴ
Ｒ６からなる帰還ループを構成するＤＣ浮動型インピー
ダンス整合回路２３を適用するようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、要は、当該伝送路か
ら定電流を引き込むことができれば、この他種々の構成
を広く適用するようにしても良い。

【００７８】例えば図１との対応部分に同一符号を付し
た図４に示す半導体レーザ駆動回路４０において、当該
半導体レーザ駆動回路４０をＤＣ浮動型インピーダンス
整合回路４１を除いて同一構成としたとき、かかるＤＣ
浮動型インピーダンス整合回路４１では、図１に示すＤ
Ｃ浮動型インピーダンス整合回路２３と異なり、ＮＰＮ
形トランジスタを整合用トランジスタＴＲ１０として使
用する。

【００７９】このＤＣ浮動型インピーダンス整合回路４
１では、オペアンプ４２及び整合用トランジスタＴＲ１
０を有する帰還回路構成でなり、オペアンプ４２は、そ
の出力端が整合用トランジスタＴＲ６のベースに接続さ
れ、非反転入力端子が帰還抵抗Ｒ２０を介して当該整合
用トランジスタＴＲ１０のコレクタと帰還ループを構成
するように接続されている。そして帰還抵抗Ｒ２０と整
合用トランジスタＴＲ１０のコレクタとの接続中点は、
並列接続された抵抗Ｒ２１及びコンデンサＣ１０を介し
て定電圧源Ｖ_ＣＣと接続されている。かかる構成のＤＣ
浮動型インピーダンス整合回路４１によっても、上述の
ＤＣ浮動型インピーダンス整合回路２３と同様の効果を
得ることができる。

【００８０】また本発明においては、記録電流（駆動電
流）Ｉ_２の半導体レーザ２までの伝送路における接続点
とＤＣ浮動型インピーダンス整合回路（定電流手段）２
３との間に接続され、当該ＤＣ浮動型インピーダンス整
合回路（定電流手段）２３の電位を基準とする負荷抵抗
として、整合用トランジスタＴＲ６のエミッタに直列接
続された抵抗Ｒ１１を適用するようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、要は、半導体レーザ
の動作抵抗との間でインピーダンス整合をとることがで
きれば、この他種々の構成からなる可変可能な負荷抵抗
を適用するようにしても良い。

【００８１】さらに本発明においては、記録電流（駆動
電流）Ｉ_２の半導体レーザ２までの伝送路における接続
点とＤＣ浮動型インピーダンス整合回路（定電流手段）
２３との間で抵抗（負荷抵抗）Ｒ１１と直列に接続され
たインピーダンス素子として、コイルＬ２を適用するよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、要は、伝送路のインダクタンスとの間でインピーダ
ンス整合をとることができれば、この他種々の構成から
なる可変可能なインピーダンス素子を適用するようにし
ても良い。

【００８２】さらに本発明においては、ＤＣ浮動型イン
ピーダンス整合回路（定電流手段）２３において、ベー
スに入力されるモード選択信号（切換信号）Ｓ１の信号
レベル（「Ｌ」レベル又は「Ｈ」レベル）に応じて動作
をオン状態又はオフ状態に切り換えるトランジスタとし
て、スイッチング用トランジスタＴＲ７を適用するよう
にした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
要は切り換え制御に応じて、記録電流（駆動電流）Ｉ_２
の半導体レーザ２までの伝送路からの定電流の引き込み
を開始又は停止することができれば、この他種々の構成
からなるトランジスタを適用するようにしても良い。

【００８３】さらに上述の実施の形態においては、本発
明による半導体レーザ駆動回路２０を記録再生用の光デ
ィスク装置に適用するようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、半導体レーザ２からの光ビ
ーム照射により光ディスク上にピット列を形成する記録
装置であれば、この他種々のディスク装置に適用するよ
うにしても良い。

【００８４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、変調され
た情報信号に基づく駆動電流により駆動する半導体レー
ザを用いた半導体レーザ駆動回路において、駆動電流の
半導体レーザまでの伝送路に接続され、当該接続点を介
して伝送路から定電流を引き込む定電流手段と、伝送路
における接続点と定電流手段との間に接続され、定電流
手段の電位を基準とする負荷抵抗とを設け、負荷抵抗を
可変させて半導体レーザの動作抵抗との間でインピーダ
ンス整合をとるようにしたことにより、半導体レーザの
出力レベルをその応答周波数が高帯域になっても上げる
ことができ、かくして半導体レーザの伝送帯域を拡大す
ることができる半導体レーザ駆動回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態による半導体レーザ駆動回路の構
成を示す回路図である。

【図２】図１に示す半導体レーザ駆動回路の一部を対応
させた交流等価回路を示す回路図である。

【図３】半導体レーザの応答周波数と出力レベルとの関
係の説明に供する波形図である。

【図４】他の実施の形態における半導体レーザ駆動回路
内のＤＣ浮動型インピーダンス整合回路の構成を示す回
路図である。

【図５】従来の半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路
図である。

【図６】従来の半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路
図である。

【図７】従来の半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路
図である。

【図８】図７に示す従来の半導体レーザ駆動回路の一部
を対応させた交流等価回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１、５、１０、２０、４０……半導体レーザ駆動回路、
２……半導体レーザ、３……電池、１５、３０……交流
等価回路、１６、３１……電流源、２３、４１……ＤＣ
浮動型インピーダンス整合回路、２４、４２……オペア
ンプ、ＴＲ５……第２のＰＮＰ形トランジスタ、ＴＲ
６、ＴＲ１０……整合用トランジスタ、ＴＲ７……スイ
ッチング用トランジスタ、Ｒ９……帰還抵抗、Ｒ１１…
…抵抗、Ｌ２……コイル、Ｒ_ＴＲ５……出力抵抗、Ｃ
_ＴＲ５……出力容量、Ｃ_ＬＤ……極間容量、Ｒ_ＬＤ……
動作抵抗。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA08 AA37 BA01 DA01 DA05 DA07 EC12 FA05 HA44 HA68 5D789 AA08 AA37 BA01 DA01 DA05 DA07 EC12 FA05 HA44 HA68 5F073 BA05 EA07 EA13 EA14 GA02 GA24 GA25 GA38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変調された情報信号に基づく駆動電流によ
   り駆動する半導体レーザを用いた半導体レーザ駆動回路
   において、 上記駆動電流の上記半導体レーザまでの伝送路に接続さ
   れ、当該接続点を介して上記伝送路から定電流を引き込
   む定電流手段と、 上記伝送路における上記接続点と上記定電流手段との間
   に接続され、上記定電流手段の電位を基準とする負荷抵
   抗とを具え、上記負荷抵抗を可変させて上記半導体レー
   ザの動作抵抗との間でインピーダンス整合をとることを
   特徴とする半導体レーザ駆動回路。
2. 【請求項２】上記伝送路における上記接続点と上記定電
   流手段との間で上記負荷抵抗と直列に接続されたインピ
   ーダンス素子を具え、 上記インピーダンス素子を可変させて上記伝送路のイン
   ダクタンスとの間でインピーダンス整合をとるを具える
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ駆動回
   路。
3. 【請求項３】上記定電流手段は、ベースに入力される切
   換信号の信号レベルに応じて動作をオン状態又はオフ状
   態に切り換えるトランジスタを具え、 上記トランジスタの切り換えに応じて、上記伝送路から
   の上記定電流の引き込みを開始又は停止することを特徴
   とする請求項１に記載の半導体レーザ駆動回路。