JP2005268338A

JP2005268338A - レーザー駆動回路

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Publication number: JP2005268338A
Application number: JP2004075212A
Authority: JP
Inventors: Akishi Ueda; 明志上田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29
Also published as: CN1677522A; CN1308942C; US20050207460A1; US7164700B2

Abstract

【課題】
回路規模が小さく、低電圧動作可能で、かつ、確実に光ディスクへの不必要な書き込み等を防止できるレーザー駆動回路を提供する。
【解決手段】
レーザー駆動回路ブロック２００と同じ電源２１０の電源電圧が供給され、制御回路ブロック３００の電源３４０の電圧が入力されるソース接地増幅器２５０を設け、ソース接地増幅器２５０の出力に応じて、電源３４０の電圧が立ち上がるまでの間は、差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５をプルアップしてレーザー駆動回路ブロック２００の出力を抑制し半導体レーザーの不必要な発光、半導体レーザー等の破損等を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクドライブなどに用いられる半導体レーザーの駆動回路に関するものであり、特に電源投入時の電源電圧が不安定な状態の時に半導体レーザーの発光を制御する技術に関するものである。

光ディスクドライブでは、半導体レーザーの駆動回路と半導体レーザーの発光強度等の制御を行う発光制御回路を備えている。これらの回路は、異なった電圧の電源を必要とする場合が多く、一般的には、前記発光制御制御回路はデジタル回路で構成されるので、その電源電圧は、半導体レーザーの駆動回路の電源電圧よりも低い電圧である。

光ディスクドライブに電源を投入した際に、例えば、半導体レーザーの駆動回路用電源が発光制御回路用電源よりも先に立ち上がってしまうと、発光制御回路が正常に動作する前に半導体レーザーの駆動回路が動作して半導体レーザを発光させてしまい、光ディスクへの不必要な書き込みが行われたり、半導体レーザー等を破損するといった現象を生ずる場合があった。

従来のレーザー駆動回路では、ツェナ−ダイオードと、上記発光制御回路よりも低電圧で動作可能なコンパレータとを用いて、基準電圧と発光制御回路の電源電圧を比較する回路を構成し、発光制御回路の電源電圧が基準電圧以下の電源電圧であった場合には、半導体レーザーが発光しないように発光制御回路の制御信号の論理レベルを設定することで前記現象を防止している（例えば特許文献１参照）。
特開昭６１−２８９５４３号公報（図１）

レーザー駆動回路を１チップ化する場合、従来のように基準電圧を得るために、ツェナ−ダイオードを用いると、バイポーラプロセスで回路を製造する必要があるのでＭＯＳ化は困難であった。ＭＯＳ化ができないということは、回路の低電圧化が困難であるという問題につながる。

また、基準電圧と発光制御回路の電源電圧の比較にコンパレータを用いているので、回路規模が大きくなるという問題もあった。

さらに、発光制御回路の電源電圧がコンパレータの動作可能電圧にまで立ち上がっていないうちは、発光制御回路の電源電圧と基準電圧を比較できないので、必ずしも、光ディスクへの不必要な書き込み等の現象を確実に防止できるとは限らない。

本発明は、このような点に着目してなされたものであり、回路規模が小さく、低電圧動作可能で、かつ、確実に光ディスクへの不必要な書き込み等を防止できるレーザー駆動回路を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、
半導体レーザーを駆動するレーザー駆動回路であって、
第１の電源の電圧が供給され、第２の電源の電圧が供給される制御回路から出力される制御信号に応じて、半導体レーザーを駆動する駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
上記第１の電源の電圧が供給され、上記第２の電源の電圧が入力信号として入力されるソース接地増幅器と、
上記ソース接地増幅器の出力に応じて、上記第２の電源の電圧が所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させる駆動抑制手段と、
を備えたことを特徴とする。

これにより、制御回路に供給される電源の電圧が適切な制御が行われる電圧に立ち上がるまでは、半導体レーザーの駆動が停止され、不用意な発光や半導体レーザー等の破損が確実に防止される。

また、請求項２の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力されるトランジスタと、
上記トランジスタのドレイン端子と上記第１の電源との間に設けられた抵抗と、
を有していることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力される第１のトランジスタと、
上記第１のトランジスタのドレイン端子にソース端子が接続され、ドレイン端子およびゲート端子が上記第１の電源に接続された第２のトランジスタと、
を有していることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力されるトランジスタと、
上記トランジスタのドレイン端子と上記第１の電源との間に設けられた定電流回路と、
を有していることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、
請求項４のレーザー駆動回路であって、
さらに、所定の定電流を発生するカレントミラー回路を有し、
上記定電流回路は、上記カレントミラー回路の制御電圧がゲート端子に入力されるトランジスタによって構成されていることを特徴とする。

これらにより、大幅に小さな回路規模で、前記のような制御回路に供給される電源の電圧に応じた駆動制御を行うことができる。

また、請求項６の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動信号出力回路は、動作制御信号によって動作の有無が制御される増幅器を有し、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記増幅器の動作を停止させる動作制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号を所定の駆動停止電圧に設定するトランジスタを有することを特徴とする。

また、請求項８の発明は、
請求項７のレーザー駆動回路であって、
上記所定の駆動停止電圧は、上記第１の電源の電圧または接地電圧であることを特徴とする。

また、請求項９の発明は、
請求項７のレーザー駆動回路であって、
上記駆動信号出力回路は、
第１の増幅器と、
定電流回路と、
上記定電流回路からバイアス電流が供給され、上記第１の増幅器の出力信号を増幅して上記駆動信号を出力するトランジスタと、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項１０の発明は、
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号を遮断するトランジスタを有することを特徴とする。

これらにより、制御回路に供給される電源の電圧が低い場合に、確実に半導体レーザーの駆動が停止される。

また、請求項１１の発明は、
請求項６から請求項１０の何れか１項のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源電圧が上記所定の電圧より低い場合、および上記制御回路から駆動停止信号が出力された場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項１２の発明は、
請求項７から請求項１０の何れか１項のレーザー駆動回路であって、
さらに、上記駆動信号出力回路は、上記制御回路から駆動停止信号が出力された場合に動作が停止する増幅器を有し、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源電圧が上記所定の電圧より低い場合、および上記制御回路から上記駆動停止信号が出力された場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させるように構成されていることを特徴とする。

これらにより、前記のような制御回路に供給される電源の電圧に応じた制御が行われるとともに、制御回路による駆動停止制御も行われる。

本発明によれば、ＭＯＳ化による低電圧動作が可能で、かつ、確実に光ディスクへの不必要な書き込み等を防止できるレーザー駆動回路を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

《実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１における読取専用のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本レーザー駆動回路は、レーザー駆動回路ブロック２００、および制御回路ブロック３００を備え、光学ピックアップ１００に接続されている。これらには、それぞれ、電源２１０、電源３４０、または電源１０１により互いに異なる電源電圧が供給されるようになっている。

上記光学ピックアップ１００は、光ディスクに半導体レーザー光を照射しその反射光を電気信号に変換するもので、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２、半導体レーザー１０３、受光素子１０４、および抵抗１０５を備えて構成されている。

レーザー駆動回路ブロック２００は、制御回路ブロック３００からの後述する制御信号３４４等に応じて光学ピックアップ１００を駆動し、所定強度で半導体レーザーを発光させたり、発光を停止させたりするものである。

このレーザー駆動回路ブロック２００は、後に詳述するソース接地増幅器２５０、入力の一方がＮＯＴ回路になっているＡＮＤ回路２２１、パワーダウン用トランジスタ２２０、差動増幅器２１１、例えば、Ｄ／Ａ変換機から成る可変基準電源２１６、定電流源２１７、トランジスタ２１８、および出力端子２１９を備えている。

差動増幅器２１１の非反転入力端子２１３には、受光素子１０４からの出力電圧が接続され、反転入力端子２１２には可変基準電源２１６が接続されている。出力端子２１４は出力端子２１９を介して、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２のベース端子に接続されている。また、差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５には、定電流源２１７とトランジスタ２１８のゲート端子およびドレイン端子が接続されている。トランジスタ２１８は、定電流源２１７を基準としたカレントミラー回路のコピー側トランジスタであり、差動増幅器２１１の内部に設けられているミラー側トランジスタに接続されることで差動増幅器２１１に、所定のバイアス電流が供給されるようになっている。

また、パワーダウン用トランジスタ２２０は、光ディスクの再生・記録を行っていない場合などに、差動増幅器２１１をスタンバイ状態にする、いわゆるパワーダウン動作を行うためのものである。

ソース接地増幅器２５０は、Ｎチャネルトランジスタ２２３および抵抗２５３で構成されている。上記Ｎチャネルトランジスタ２２３は、ゲート端子に電源３４０が接続されるとともにソース端子が接地されている。また、抵抗２５３は電源２１０とＮチャネルトランジスタ２２３のドレイン端子の間に接続されている。上記ドレイン端子の電圧が、上記ゲート端子に接続された電源３４０の電圧に応じた信号電圧として出力端子２５１より出力されるようになっている。

前記出力端子２５１は、ＡＮＤ回路２２１のＮＯＴ入力端子に接続され、後述する制御信号３４７がＡＮＤ回路２２１の他方の端子に接続されている。ＡＮＤ回路２２１の出力端子は、パワーダウン用トランジスタ２２０のゲート端子に接続されており、このＡＮＤ回路２２１の出力信号に応じて、前記パワーダウン動作が行われるようになっている。

制御回路ブロック３００は、可変基準電圧の電圧値を設定する制御信号３４４（データ信号）および、レーザー駆動回路ブロック２００の差動増幅器２１１のパワーダウン動作を制御をする制御信号３４７を出力するようになっている。

具体的には、制御回路ブロック３００は、制御回路３４１、レベルシフト回路３４３、レベルシフト回路３４６により構成されている。

制御回路３４１は、可変基準電圧の電圧値を設定する制御信号３４２、パワーダウン動作を制御をする制御信号３４５を出力し、これら２つの制御信号は、それぞれレベルシフト回路３４３、３４６によりレーザー駆動回路用の電源２１０の電圧レベルに変換され、前記制御信号３４４、３４７として出力される。

次に上記のように構成されたレーザー駆動回路の動作について説明する。

（電源電圧が定常状態のときの動作）
まず、説明の便宜上、電源が投入されてから十分な時間が経過して、電源電圧が安定した状態での通常の制御動作について説明する。

制御回路３４１からは、半導体レーザー１０３の発光強度の目標値に応じた制御信号３４２が出力され、上記制御信号がレベルシフト回路３４３によって電圧レベルをシフトされて、制御信号３４４として可変基準電源２１６に入力される。可変基準電源２１６は、上記制御信号３４４に応じた制御電圧を発生し、差動増幅器２１１の反転入力端子に入力する。一方、差動増幅器２１１の非反転入力端子には半導体レーザー１０３の実際の発光強度に応じて受光素子１０４に発生した電圧が入力される。そこで、差動増幅器２１１は、反転、非反転入力端子に入力される電圧の差に応じた電圧を出力し、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２のベース端子に電圧を与えることで、半導体レーザー１０３に流れる電流を制御し、半導体レーザー１０３の発光強度が上記目標値になるようにフィードバック制御する。

また、制御回路３４１から出力される制御信号３４５に応じて、レベルシフト回路３４６から出力される制御信号３４７がＬ（Ｌｏｗ）レベルになると、パワーダウン用トランジスタ２２０がＯＮ状態になって、差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５に電源２１０の電圧が印加される。そこで、差動増幅器２１１はスタンバイ状態となり、半導体レーザー１０３の発光が停止する。

（電源投入時の動作）
次に、電源が投入されたときに電源電圧が定常状態に達するまでの動作について説明する。

電源投入時に、レーザー駆動回路ブロック２００用の電源２１０や光学ピックアップ１００用の電源１０１の電圧がある程度上昇するまでは、差動増幅器２１１や半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２は動作しない。したがって、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２や半導体レーザー１０３に過度の電圧が印加されて半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２の損傷や半導体レーザー１０３の異常発光を招いたりすることはない。

また、上記電源２１０や電源１０１の電圧がある程度上昇するまでに、制御回路ブロック３００用の電源３４０の電圧が十分に上昇している場合には、制御回路ブロック３００による制御が行われるので、差動増幅器２１１は適切に動作し、やはり、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２の損傷や半導体レーザー１０３の異常発光を招いたりすることはない。

一方、上記電源２１０や電源１０１の電圧がある程度上昇した時点で、制御回路ブロック３００用の電源３４０の電圧が十分に上昇していない場合には、以下のような動作が行われることにより、やはり、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２の損傷や半導体レーザー１０３の異常発光が防止される。

すなわち、Ｎチャネルトランジスタ２２３のしきい値電圧をＶｔ０、電源２１０の電圧値をＶｄｄ１、電源３４０の電圧値をＶｄｄ０とすると、Ｖｄｄ０＜Ｖｔ０のとき、Ｎチャネルトランジスタ２２３はＯＦＦ状態で出力端子２５１の電圧はほぼＶｄｄ１となる。そしてＶｄｄ０がＶｔ０を超えるとＮチャネルトランジスタ２２３はＯＮ状態となり、Ｖｄｄ０が高くなるのに伴って、ソース接地増幅器の出力端子２５１の電圧はほぼ線形的に減少し０に近づいていく。このように、入力である電源３４０の電圧が高くなるにしたがい出力端子２５１の出力電圧はＶｄｄ１から減少していく。

上記、電源３４０の電圧が立ち上がっていない状態では、制御回路ブロック３００から入力される制御信号３４７の論理値にかかわらず、ＡＮＤ回路２２１の出力はＬレベルとなり、パワーダウン用トランジスタ２２０はＯＮとなる。これにより、差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５に電源２１０の電圧が印加され、差動増幅器２１１は、スタンバイ状態となり、半導体レーザーが発光することはない。

一方、電源３４０の電圧が十分に立ち上がってソース接地増幅器２５０の出力端子２５１の電圧が所定以下になると、ＡＮＤ回路２２１の出力信号は制御信号３４７と同じ論理値の信号となり、また、可変基準電源２１６には制御信号３４４が入力されるので、光学ピックアップ１００は、制御信号３４７、３４４に応じた適切な発光の制御がされる。

上記のように、前記レーザー駆動ブロック用電源（電源２１０）が立ち上がっていて、かつ、前記制御回路ブロック用電源（電源３４０）が立ち上がっていない場合には差動増幅器２１１はスタンバイ状態となるので、半導体レーザー１０３の不用意な発光や、半導体レーザー１０３や半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２の破損を防止できる。

また、トランジスタ１個でソース接地増幅器の主要部を構成できるので、全体を小さな規模の回路で構成することが可能となる。

《実施形態１の変形例》
上記のようなソース接地増幅器２５０に代えて図２に示すようなソース接地増幅器２６０を設けてもよい。なお、以下の実施形態や変形例において前記実施形態１等と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

上記ソース接地増幅器２６０は、Ｎチャネルトランジスタ２２３およびＮチャネルトランジスタ２６１で構成されている。上記Ｎチャネルトランジスタ２２３は、実施形態１と同様にゲート端子に電源３４０が接続されるとともにソース端子が接地されて、ソース接地増幅器が構成されている。

また、Ｎチャネルトランジスタ２６１は、ソース端子がＮチャネルトランジスタ２２３のドレイン端子に接続され、ゲート端子およびドレイン端子は、電源２１０に接続されている。上記Ｎチャネルトランジスタ２６１のソース端子と、Ｎチャネルトランジスタ２２３のドレイン端子との接続点の電圧が、出力端子２５１より出力されるようになっている。

上記ソース接地増幅器２６０では、Ｎチャネルトランジスタ２２３のしきい値電圧をＶｔ０、Ｎチャネルトランジスタ２６１のしきい値電圧をＶｔ１、電源３４０の電圧値をＶｄｄ０、電源２１０の電圧値をＶｄｄ１とすると、Ｖｄｄ０＜Ｖｔ０のとき、Ｎチャネルトランジスタ２２３はＯＦＦ状態で出力端子２５１の電圧はＶｄｄ１−Ｖｔ１となる。そして、Ｖｄｄ０がＶｔ０を超えるとＮチャネルトランジスタ２２３はＯＮ状態となり、Ｖｄｄ０が高くなるのに伴ってソース接地増幅器の出力端子２５１の電圧はほぼ線形的に減少し０に近づいていく。すなわち、実施形態１のソース接地増幅器２５０と同様に、入力される電源３４０の電圧が高くなるにしたがい出力端子２５１の出力電圧がＶｄｄ１−Ｖｔ１から減少していく。

したがって、やはり、レーザー駆動ブロック用電源（電源２１０）が立ち上がっていて、かつ、前記制御回路ブロック用電源（電源３４０）が立ち上がっていない場合には差動増幅器２１１はスタンバイ状態となるので、半導体レーザー１０３の不用意な発光や、半導体レーザー１０３等の破損を防止できる。

しかも、実施形態１のようにＮチャネルトランジスタ２２３のドレイン端子と電源２１０との間に抵抗２５３が接続されている場合に比べて、製造ばらつきや温度依存性による抵抗値のばらつきや変動の影響を受けることがないので、より高い精度で、電源３４０の電圧に応じて差動増幅器２１１の動作を制御することができる。

《実施形態１の他の変形例》
上記のようなソース接地増幅器２６０に代えて図３に示すようなソース接地増幅器２７０を設けてもよい。

具体的には、ソース接地増幅器２７０は、ソース接地増幅器２６０に対し、Ｎチャネルトランジスタ２６１が定電流源２７１に置き換えられたものである。

すなわち、一般に、トランジスタの閾値電圧は製造ばらつきや各端子に印加される電圧、温度依存性などによってばらつく。そこで前記実施形態１の変形例におけるＮチャネルトランジスタ２６１のようにゲート端子が電源２１０に接続されている場合には、電源２１０の電圧が立ち上がる際にＮチャネルトランジスタ２６１の閾値電圧の変動が大きくなりがちであり、これに伴ってＮチャネルトランジスタ２２３の閾値電圧も変動すると、ＡＮＤ回路２２１の出力がＬレベルになる際のソース接地増幅器２６０への入力電圧（Ｎチャネルトランジスタ２２３のゲート端子に入力される電源３４０の電圧）の変動も大きくなる。このような変動を小さく抑えるためには、例えばＮチャネルトランジスタ２６１のサイズを大きくするように設計してもよいが、上記のように定電流源２７１を用いれば、回路面積を小さく抑えつつ、一定の入力電圧でＡＮＤ回路２２１の出力がＬレベルになるようにすることが容易にできる。

《実施形態２》
図４は、本発明の実施形態２に係るレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。このレーザー駆動回路では、前記実施形態１の他の変形例における定電流源２７１として、Ｐチャネルトランジスタ４５１が用いられている。すなわち、上記Ｐチャネルトランジスタ４５１は、ゲート端子が、定電流源２１７、およびトランジスタ２１８のゲート端子とドレイン端子とに接続されてカレントミラー回路を構成し、定電流源２１７に比例した電流を流すようになっている。

また、前記実施形態１では、電源３４０の電圧が立ち上がるまで、ＡＮＤ回路２２１の出力により差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５をプルアップして差動増幅器２１１の出力を抑制するようになっているのに対して、トランジスタ２２９を設けて差動増幅器２１１の出力端子２１４（したがってレーザー駆動回路ブロック４００の出力端子２１９）をプルアップし、差動増幅器２１１の出力に係わらず半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２をＯＦＦにするようになっている。

上記のように構成される場合にも、Ｐチャネルトランジスタ４５１が定電流回路として作用することにより、高い精度で、電源３４０の電圧が立ち上がるまでの間ＡＮＤ回路２２１の出力がＬレベルになるようにすることができる。また、上記ＡＮＤ回路２２１の出力により出力端子２１９をプルアップすることによって、やはり半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２を確実にＯＦＦにし、半導体レーザー１０３に過大な電流が流れないようにすることができる。

しかも、上記のように差動増幅器２１１のバイアス電流を制御するためのカレントミラー回路の一部を兼用することによって、Ｐチャネルトランジスタ４５１を設けるだけで定電流回路が構成されているので、回路規模を小さく抑えることもできる。

なお、上記のように、実施形態１と同様に制御信号３４７がＡＮＤ回路２２１に入力されるようにして、上記制御信号３４７によって半導体レーザー１０３の発光を停止させる場合にも出力端子２１９がプルアップされるようにする場合には、制御信号３４７による差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５の電圧の制御は行われないようにしてもよい。

《実施形態３》
図５は、本発明の実施形態３に係るレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。このレーザー駆動回路では、前記実施形態２のレーザー駆動回路と比べて、差動増幅器２１１の出力は、直接、出力端子２１９に出力されるのではなく、差動増幅器２１１の出力を増幅するトランジスタ５０１を介して出力されるようになっている。上記トランジスタ５０１には、出力バイアス電流を発生する定電流源５０２が接続されている。このように定電流源５０２によって出力バイアス電流が発生されるようにすることにより、電源３４０の電圧が立ち上がるまでの間トランジスタ２２９がＯＮになる場合に、このトランジスタ２２９に過大な電流が流れるのを抑制することができる。それゆえ、トランジスタ２２９の破壊や配線の断線などを確実に防止することができる。

なお、上記のようなトランジスタ５０１および定電流源５０２は、差動増幅器の出力段として設けられるようにしてもよい。

《実施形態４》
上記実施形態２、３のようにトランジスタ２２９を設けてレーザー駆動回路ブロック４００、５００の出力をプルアップするのに代えて、図６に示すように出力端子２１４と２１９との間を断接するトランジスタ６０１を設けてもよい。このような構成にする場合には、他の半導体集積回路ブロック７００からの電圧や電流によって半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２がＯＮになってしまうことも防止することができる。

ここで、上記半導体集積回路ブロック７００の例について簡単に説明すると、この半導体集積回路ブロック７００は、例えば、差動増幅器２１１の出力電圧をモニタして、差動増幅器２１１の反転入力端子２１２と非反転入力端子２１３との間の入力オフセット電圧の影響を補正するためのものである。具体的には、電源７６２から電源電圧が供給されるＡＤコンバータ７６１を備え、その入力端子７６３には択一的にＯＮになるアナログスイッチ７６０、７６０’が接続されている。上記アナログスイッチ７６０には、差動増幅器２１１の出力端子２１４が接続されている。また、このアナログスイッチ７６０は、制御回路ブロック８００の制御回路３４１から出力される制御信号３４８がレベルシフト回路３４９により電圧レベルを変換された制御信号３５０によって制御されるようになっている。ＡＤコンバータ７６１の出力信号は、図示しない信号線を介して制御回路ブロック８００にフィードバックされ、入力オフセット電圧の影響を補償するように、可変基準電源２１６の出力電圧が制御されるようになっている。また、アナログスイッチ７６０’には、図示しない他の回路からの出力電圧が入力され、ＡＤコンバータ７６１が兼用されるようになっている。

上記のような半導体集積回路ブロック７００が設けられている場合、制御回路ブロック８００用の電源３４０の電圧が十分に立ち上がっていない状態では、アナログスイッチ７６０の状態は不安定となるので、アナログスイッチ７６０、７６０’が同時にＯＮになる可能性がある。そのような場合には、他の回路からの出力電圧がアナログスイッチ７６０’、７６０を介して差動増幅器２１１の出力端子２１４に印加されることになるが、前記のように、電源３４０の電圧が十分に立ち上がっていなければトランジスタ６０１はＯＦＦにされるので、上記他の回路からの出力電圧によって半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２が誤動作することはない。

なお、上記各実施形態では、読み出し専用の光学ピックアップ１００について本発明が適用される例を示したが、これに限らず、変調回路を備えて書き込みも可能なように光学ピックアップを制御するレーザー駆動回路に適用してもよい。

また、上記実施形態２では、電源３４０の電圧が立ち上がるまでの間、出力端子２１９がプルアップされる例を示したが、半導体レーザー駆動用トランジスタ１０２としてＮＰＮトランジスタが用いられる場合には、電源２１０が接地電圧などにプルダウンされるようにすればよい。また、実施形態３で同様にプルダウンされるようにする場合には、トランジスタ５０１に代えて、定電流源を設け、定電流源５０２に代えて差動増幅器２１１によって制御されるＰチャネルトランジスタを設けるようにすればよい。また、その場合、定電流源としてＰチャネルトランジスタを設け、ソース接地増幅器４５０のＰチャネルトランジスタ４５１と同様に差動増幅器２１１のバイアス電流を制御するためのカレントミラー回路の一部を兼用することにより、回路規模を小さく抑えることもできる。

また、上記各実施形態や変形例で説明した構成要素は理論的に可能な範囲で種々に組み合わせてもよい。具体的には、例えば実施形態１や変形例で示したようにソース接地増幅器２５０、２６０における出力端子２５１のドレインと電源２１０との間に抵抗２５３やＮチャネルトランジスタ２６１を設ける構成を実施形態２〜４の構成に適用してもよい。また、実施形態１で示したようなＡＮＤ回路２２１の出力によって差動増幅器２１１のバイアス入力端子２１５の電圧の制御が行われる構成を実施形態２〜４に適用するなどしてもよい。

本発明にかかるレーザー駆動回路は、回路規模が小さく、ＭＯＳ化による低電圧動作が可能で、かつ、確実に光ディスクへの不必要な書き込み等を防止できるレーザー駆動回路を提供できるという効果を有し、光ディスクドライブなどに用いられる半導体レーザーの駆動回路等として有用である。

本発明の実施形態１のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態１の変形例のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態１の他の変形例のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態２のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態３のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態４のレーザー駆動回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１００光学ピックアップ
１０１電源
１０２半導体レーザー駆動用トランジスタ
１０３半導体レーザー
１０４受光素子
１０５抵抗
２００レーザー駆動回路ブロック
２１０電源
２１１差動増幅器
２１２反転入力端子
２１３非反転入力端子
２１４出力端子
２１５バイアス入力端子
２１６可変基準電源
２１７定電流源
２１８トランジスタ
２１９出力端子
２２０パワーダウン用トランジスタ
２２１ＡＮＤ回路
２２３Ｎチャネルトランジスタ
２２９トランジスタ
２５０ソース接地増幅器
２５１出力端子
２５３抵抗
２６０ソース接地増幅器
２６１Ｎチャネルトランジスタ
２７０ソース接地増幅器
２７１定電流源
３００制御回路ブロック
３４０電源
３４１制御回路
３４２制御信号
３４３レベルシフト回路
３４４制御信号
３４５制御信号
３４６レベルシフト回路
３４７制御信号
３４８制御信号
３４９レベルシフト回路
３５０制御信号
４００レーザー駆動回路ブロック
４５０ソース接地増幅器
４５１Ｐチャネルトランジスタ
５００レーザー駆動回路ブロック
５０１トランジスタ
５０２定電流源
６０１トランジスタ
７００半導体集積回路ブロック
７６０アナログスイッチ
７６０’ アナログスイッチ
７６１ＡＤコンバータ
７６２電源
７６３入力端子
８００制御回路ブロック

Claims

半導体レーザーを駆動するレーザー駆動回路であって、
第１の電源の電圧が供給され、第２の電源の電圧が供給される制御回路から出力される制御信号に応じて、半導体レーザーを駆動する駆動信号を出力する駆動信号出力回路と、
上記第１の電源の電圧が供給され、上記第２の電源の電圧が入力信号として入力されるソース接地増幅器と、
上記ソース接地増幅器の出力に応じて、上記第２の電源の電圧が所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させる駆動抑制手段と、
を備えたことを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力されるトランジスタと、
上記トランジスタのドレイン端子と上記第１の電源との間に設けられた抵抗と、
を有していることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力される第１のトランジスタと、
上記第１のトランジスタのドレイン端子にソース端子が接続され、ドレイン端子およびゲート端子が上記第１の電源に接続された第２のトランジスタと、
を有していることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記ソース接地増幅器は、
ソース端子が接地され、ゲート端子に上記第２の電源の電圧が入力されるトランジスタと、
上記トランジスタのドレイン端子と上記第１の電源との間に設けられた定電流回路と、
を有していることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項４のレーザー駆動回路であって、
さらに、所定の定電流を発生するカレントミラー回路を有し、
上記定電流回路は、上記カレントミラー回路の制御電圧がゲート端子に入力されるトランジスタによって構成されていることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動信号出力回路は、動作制御信号によって動作の有無が制御される増幅器を有し、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記増幅器の動作を停止させる動作制御信号を出力するように構成されていることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号を所定の駆動停止電圧に設定するトランジスタを有することを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項７のレーザー駆動回路であって、
上記所定の駆動停止電圧は、上記第１の電源の電圧または接地電圧であることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項７のレーザー駆動回路であって、
上記駆動信号出力回路は、
増幅器と、
定電流回路と、
上記定電流回路からバイアス電流が供給され、上記増幅器の出力信号を増幅して上記駆動信号を出力するトランジスタと、
を備えたことを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項１のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源の電圧が上記所定の電圧より低い場合に、上記駆動信号を遮断するトランジスタを有することを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項６から請求項１０の何れか１項のレーザー駆動回路であって、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源電圧が上記所定の電圧より低い場合、および上記制御回路から駆動停止信号が出力された場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させるように構成されていることを特徴とするレーザー駆動回路。
請求項７から請求項１０の何れか１項のレーザー駆動回路であって、
さらに、上記駆動信号出力回路は、上記制御回路から駆動停止信号が出力された場合に動作が停止する増幅器を有し、
上記駆動抑制手段は、上記第２の電源電圧が上記所定の電圧より低い場合、および上記制御回路から上記駆動停止信号が出力された場合に、上記駆動信号出力回路による上記半導体レーザーの駆動を停止させるように構成されていることを特徴とするレーザー駆動回路。