JP2007059620A - 発光素子駆動回路及び光送信器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＣ結合及びＤＣ結合のいずれであっても、信号光強度及び消光比を安定に制御できるピーク検出型の発光素子駆動回路、及び光送信器を提供する。
【解決手段】 発光素子駆動回路１は、信号光Ｐのローレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎのピークレベルを検出するピーク検出部６１ａと、信号光Ｐのハイレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎのボトムレベルを検出するボトム検出部６２ａとを備える。バイアス電流源４は、電圧信号Ｓｍｏｎのピークレベルとピークレベル参照電圧Ｖｐｋとの差に応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓを調節する。変調電流生成部３は、電圧信号Ｓｍｏｎのボトムレベルとボトムレベル参照電圧Ｖｂｔとの差に応じて変調電流Ｉｍｏｄを調節する。バイアス電流源４は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給を開始してから所定時間経過後に、変調電流生成部３が変調電流Ｉｍｏｄの供給を開始する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信に用いられる発光素子駆動回路及び光送信器に関するものである。

発光素子の信号光強度および消光比を安定化するための、ピーク検出型の発光素子駆動回路が知られている。例えば、特許文献１に開示された半導体レーザ駆動回路は、ＡＣ結合用のレーザ駆動回路において、モニタフォトダイオードからの出力電流の大きさの平均レベルを検出し、レーザダイオードに供給されるバイアス電流の大きさを該平均レベルに応じて制御している。また、この駆動回路は、モニタフォトダイオードからの出力電流の大きさの平均レベル及びハイレベル（ピーク値）に応じて、バイアス電流の変調度を制御している。

また、従来のＤＣ結合用の発光素子駆動回路においては、受光素子（モニタ用フォトダイオード）からの出力電流のローレベル（ボトム値）を検出し、バイアス電流の大きさを該ローレベルに応じて制御する。また、モニタフォトダイオードからの出力電流のハイレベル（ピーク値）を検出し、変調電流の大きさを該ハイレベルに応じて制御する。

特開平４−１３９７７９号公報

本発明者らは、ＡＣ結合及びＤＣ結合のいずれであっても、発光素子の信号光強度及び消光比を安定化できるピーク検出型の発光素子駆動回路について検討している。ここで、ＤＣ結合用のピーク検出型発光素子駆動回路をＡＣ結合に用いた場合の問題点について説明する。

図１２は、（ａ）ＤＣ結合用の発光素子駆動回路と（ｂ）ＡＣ結合用の発光素子駆動回路とにおける、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄと、ハイレベル側の信号光強度ＰＨ及びローレベル側の信号光強度ＰＬとの相関を示す図である。

ＤＣ結合型のレーザ駆動回路において（図１２（ａ））、バイアス電流Ｉｂｉａｓの大きさを変化させると、ローレベル側の信号光強度ＰＬとともにハイレベル側の信号光強度ＰＨも変化する。これに対し、変調電流Ｉｍｏｄの大きさを変化させても、ハイレベル側の信号光強度ＰＨが変化するだけでローレベル側の信号光強度ＰＬは変化しない。従って、上述したようにローレベル側の信号光強度ＰＬに応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓの大きさを制御し、ハイレベル側の信号光強度ＰＨに応じて変調電流Ｉｍｏｄの大きさを制御すれば、信号光強度ＰＬ及びバイアス電流Ｉｂｉａｓを独立して安定化できるので、信号光強度ＰＬが安定化した後に信号光強度ＰＨ（変調電流Ｉｍｏｄ）も安定化できる。

しかしながら、ＡＣ結合型のレーザ駆動回路においては（図１２（ｂ））、変調電流Ｉｍｏｄ（＋），Ｉｍｏｄ（−）の大きさを変化させると、信号光強度ＰＬ及びＰＨの双方が変化してしまう。従って、バイアス電流Ｉｂｉａｓに基づいてローレベル側の信号光強度ＰＬを独立して安定化できず、変調電流Ｉｍｏｄに基づいてハイレベル側の信号光強度ＰＨも独立して安定化できないことから、信号光強度及び消光比を安定に制御できないおそれがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＡＣ結合及びＤＣ結合のいずれであっても、信号光強度及び消光比を安定に制御できるピーク検出型の発光素子駆動回路、及び光送信器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の発光素子駆動回路は、送信信号に応じた信号光を発光素子に生成させるとともに、信号光を検出する受光素子からの光電流に基づいて信号光を制御する発光素子駆動回路であって、バイアス電流を発光素子に供給するバイアス部と、送信信号に応じた変調電流を発光素子に供給する変調部と、受光素子からの光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と、信号光のローレベルに対応する電圧信号の第１のレベルを検出する第１のレベル検出部と、信号光のハイレベルに対応する電圧信号の第２のレベルを検出する第２のレベル検出部とを備え、バイアス部が、第１のレベルと第１の参照レベルとの差に応じてバイアス電流の電流量を調節し、変調部が、第２のレベルと第２の参照レベルとの差に応じて変調電流の電流量を調節し、バイアス部がバイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、変調部が変調電流の供給を開始することを特徴とする。

信号光のローレベルに対応する第１のレベルに応じてバイアス部がバイアス電流の電流量を調節し、信号光のハイレベルに対応する第２のレベルに応じて変調部が変調電流の電流量を調節するだけでは、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べたように、ＤＣ結合の場合には信号光強度及び消光比を安定に制御できるが、ＡＣ結合の場合にはこれらを安定に制御できないおそれがある。これに対し、上記した発光素子駆動回路においては、バイアス部がバイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、変調部が変調電流の供給を開始している。すなわち、バイアス部がバイアス電流の供給を開始してからの所定時間、変調電流が供給されなければ、変調電流の変化に起因するローレベルの変化も生じない。従って、この間にローレベルを独立して制御し安定化できるので、ローレベルが安定した後（すなわち所定時間経過後）、変調部が変調電流の供給を開始することにより、ハイレベルも安定化できる。このように、上記した発光素子駆動回路によれば、ＤＣ結合時だけでなく、ＡＣ結合時であっても信号光強度及び消光比を安定に制御できる。

また、発光素子駆動回路は、第１及び第２のレベル検出部それぞれが、電圧信号の第１及び第２のレベルそれぞれを保持するための容量素子と、互いに直列に接続され、容量素子に対して並列に接続された抵抗素子及びスイッチ素子とを有し、変調部が変調電流の供給を開始した後に、スイッチ素子が非導通状態に切り替わることを特徴としてもよい。これにより、信号光強度及び消光比が安定に制御された後に第１及び第２のレベル検出部における時定数をより大きく変更し、ノイズ等に対して信号光強度及び消光比を更に安定化できる。

また、発光素子駆動回路は、送信信号に対応する参照信号を生成する参照信号生成部と、信号光のローレベルに対応する参照信号の第１のレベルを検出し、該第１のレベルを第１の参照レベルとして出力する第１の参照レベル生成部と、信号光のハイレベルに対応する参照信号の第２のレベルを検出し、該第２のレベルを第２の参照レベルとして出力する第２の参照レベル生成部とを更に備えることを特徴としてもよい。これにより、発光素子への駆動電流の変化に応じて第１及び第２の参照レベルを変化させることができるので、信号光強度及び消光比をより精度よく制御できる。

また、本発明による光送信器は、送信信号に応じた信号光を出力する光送信器であって、信号光を生成する発光素子と、発光素子からの信号光を検出する受光素子と、送信信号に応じた変調電流、及びバイアス電流を発光素子へ供給する発光素子駆動回路とを備え、発光素子駆動回路が、バイアス電流を生成するバイアス部と、変調電流を生成する変調部と、受光素子からの光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と、信号光のローレベルに対応する電圧信号の第１のレベルを検出する第１のレベル検出部と、信号光のハイレベルに対応する電圧信号の第２のレベルを検出する第２のレベル検出部とを有し、バイアス部が、第１のレベルと第１の参照レベルとの差に応じてバイアス電流の電流量を調節し、変調部が、第２のレベルと第２の参照レベルとの差に応じて変調電流の電流量を調節し、バイアス部がバイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、変調部が変調電流の供給を開始することを特徴とする。この光送信器においては、バイアス部がバイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、変調部が変調電流の供給を開始している。従って、上記した発光素子駆動回路と同様に、ＤＣ結合時だけでなく、ＡＣ結合時であっても信号光強度及び消光比を安定に制御できる。

本発明の発光素子駆動回路または光送信器によれば、ＡＣ結合及びＤＣ結合のいずれであっても、信号光強度及び消光比を安定に制御できる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る発光素子駆動回路及び光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の好適な一実施形態である発光素子駆動回路１の構成を示すブロック図である。同図に示す発光素子駆動回路１は、光モジュール２を駆動するための回路であり、光モジュール２とともに本実施形態に係る光送信器を構成する。なお、光モジュール２は、例えばＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）といった小型のパッケージ構成を有する。光モジュール２は、信号光Ｐを生成するレーザダイオード２１といった発光素子と、レーザダイオード２１からの信号光Ｐ（正確には、レーザダイオード２１の光反射端面からの光）を検出（モニタ）するフォトダイオード２２といった受光素子とを有する。レーザダイオード２１は、外部からの送信信号Ｓｐ，Ｓｎに応じた変調電流Ｉｍｏｄ及びバイアス電流Ｉｂｉａｓを含む駆動電流Ｉｄを発光素子駆動回路１から受け、駆動電流Ｉｄに応じたレーザ光である信号光Ｐを生成する。

ここで、図２（ａ）は、レーザダイオード２１の出力特性の一例を示す図である。図２（ａ）において、横軸はレーザダイオード２１を流れる順方向電流（ＬＤ駆動電流）を示し、縦軸はレーザダイオード２１の光出力強度を示している。また、図中のグラフＧ１はレーザダイオード２１の温度が或る値Ｔ_１［℃］のときの出力特性を示しており、グラフＧ２はレーザダイオード２１の温度がＴ_２（＞Ｔ_１）［℃］のときの出力特性を示している。グラフＧ１におけるＩｔｈ_１、及びグラフＧ２におけるＩｔｈ_２は、温度Ｔ_１，Ｔ_２のそれぞれにおけるレーザダイオード２１の閾値電流値を示している。

また、図２（ｂ）は、レーザダイオード２１から出力される信号光Ｐの時間波形の一例を示すグラフであり、ローレベル時の信号光強度ＰＬとハイレベル時の信号光強度ＰＨとを交互に繰り返す波形を示している。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光Ｐを出力するために必要な駆動電流Ｉｄの時間波形の一例を示すグラフである。図２（ｃ）において、グラフＧ３は温度Ｔ_１［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｄの時間波形の一例であり、グラフＧ４は温度Ｔ_２［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｄの時間波形の一例である。なお、図２（ｃ）中のＩｂｉａｓ_１は、レーザダイオードにレーザ駆動回路がＡＣ結合される場合のバイアス電流値を示している。また、図２（ｃ）中のＩｂｉａｓ_２は、レーザダイオードにレーザ駆動回路がＤＣ結合される場合のバイアス電流値を示している。駆動電流Ｉｄは、変調電流Ｉｍｏｄがバイアス電流Ｉｂｉａｓ_１（またはＩｂｉａｓ_２）に畳重されて成る。

図２（ａ）に示すように、レーザダイオード２１の出力特性は、温度変化により大きく変動する。すなわち、レーザダイオード２１の素子温度が高くなると、レーザ発振の閾値電流値が大きくなるとともに、所定の光出力強度を得るためにより大きな駆動電流が必要となる。従って、レーザダイオード２１の素子温度に依らず信号光強度ＰＨ及び消光比（ＰＨ／ＰＬ）を一定に保つためには、図２（ｃ）のグラフＧ３，Ｇ４に示すように、バイアス電流Ｉｂｉａｓ_１（Ｉｂｉａｓ_２）及び変調電流Ｉｍｏｄの大きさを光出力強度に応じて制御する必要がある。そこで、発光素子駆動回路１は、フォトダイオード２２からの光電流Ｉｍｏｎに基づいて、信号光Ｐの信号光強度ＰＨ及び消光比（ＰＨ／ＰＬ）を制御する。

本実施形態の発光素子駆動回路１は、いわゆるＡＣ結合型のレーザ駆動回路である。発光素子駆動回路１は、変調電流生成部３、バイアス電流源４、電流電圧変換部５ａ及び５ｂ、レベルホールド部６ａ及び６ｂ、誤差増幅器７ａ及び７ｂ、参照電流生成部８、制御部９、並びにスイッチ素子１０ａ〜１０ｆを有する。

変調電流生成部３は、本実施形態における変調部であり、送信信号Ｓｎ，Ｓｐに応じた変調電流Ｉｍｏｄ_１，Ｉｍｏｄ_２をレーザダイオード２１に供給するための回路である。具体的には、変調電流生成部３は、送信データを含む差動信号である送信信号Ｓｐ（正相），Ｓｎ（逆相）を外部から入力するための２つの入力端と、送信信号Ｓｎに応じた変調電流Ｉｍｏｄ_１及び送信信号Ｓｐに応じた変調電流Ｉｍｏｄ_２をレーザダイオード２１へ出力するための２つの出力端とを有する。変調電流Ｉｍｏｄ_１を出力するための出力端は、低周波成分をカットするためのコンデンサ（容量素子）１１ａを介して、レーザダイオード２１のアノードに接続される。また、変調電流Ｉｍｏｄ_２を出力するための出力端は、低周波成分をカットするためのコンデンサ（容量素子）１１ｂを介して、レーザダイオード２１のカソードに接続される。

また、変調電流生成部３は、後述する誤差増幅器７ｂからの差信号Ｓｄ＿ｂｔを入力するための入力端を更に有する。変調電流生成部３は、差信号Ｓｄ＿ｂｔの大きさが小さくなるように（すなわち、後述するボトムレベル信号Ｓｂｔの大きさがボトムレベル参照電圧Ｖｂｔに近づくように）、変調電流Ｉｍｏｄ_１及びＩｍｏｄ_２の大きさを調節する。

バイアス電流源４は、本実施形態におけるバイアス部であり、順方向のバイアス電流Ｉｂｉａｓをレーザダイオード２１へ供給するための回路である。具体的には、バイアス電流源４の一端は、高周波成分をカットするためのインダクタ１２ｂを介してレーザダイオード２１のカソードに接続されている。また、バイアス電流源４の他端は、ＧＮＤラインといった基準電位線１５に接続されている。レーザダイオード２１のアノードは、高周波成分をカットするためのインダクタ１２ａを介して、電源電位線１４に接続されている。電源電位線１４には、電源電圧Ｖｃｃが供給される。また、バイアス電流源４は、後述する誤差増幅器７ａからの差信号Ｓｄ＿ｐｋを入力するための入力端を更に有する。バイアス電流源４は、差信号Ｓｄ＿ｐｋの大きさが小さくなるように（すなわち、後述するピークレベル信号Ｓｐｋの大きさがピークレベル参照電圧Ｖｐｋに近づくように）、バイアス電流Ｉｂｉａｓの大きさを調節する。

なお、本実施形態においてはレーザダイオード２１のカソードと基準電位線１５との間にバイアス電流源４が接続されているが、バイアス電流源は、レーザダイオードのアノードと電源電位線１４との間に接続されてもよい。また、発光素子駆動回路１をレーザダイオード２１にＤＣ結合する場合には、例えば、レーザダイオード２１のアノードを変調電流生成部３に接続せず、電源電位線１４に直接接続するとよい。

電流電圧変換部５ａは、フォトダイオード２２からの光電流Ｉｍｏｎを電圧信号Ｓｍｏｎに変換するための回路である。ここで、図３は、本実施形態における（ａ）フォトダイオード２２からの光電流Ｉｍｏｎの時間波形の一例、及び（ｂ）光電流Ｉｍｏｎに対応する電圧信号Ｓｍｏｎの時間波形の一例を示すグラフである。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の電流電圧変換部５ａは、光電流Ｉｍｏｎのローレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎとしてピークレベル（第１のレベル）を出力し、光電流Ｉｍｏｎのハイレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎとしてボトムレベル（第２のレベル）を出力する。従って、光電流Ｉｍｏｎと電圧信号Ｓｍｏｎとは、互いに逆転しており相補的な時間波形となる。

レベルホールド部６ａは、ピーク検出部６１ａ及びボトム検出部６２ａを有する。ピーク検出部６１ａは、本実施形態における第１のレベル検出部であり、信号光Ｐのローレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎのピークレベルを検出するための回路である。ピーク検出部６１ａは、電圧信号Ｓｍｏｎのピークレベルを示すピークレベル信号Ｓｐｋを生成し、スイッチ素子１０ａを介して誤差増幅器７ａへ提供する。また、ボトム検出部６２ａは、本実施形態における第２のレベル検出部であり、信号光Ｐのハイレベルに対応する電圧信号Ｓｍｏｎのボトム値（第２のレベル）を検出するための回路である。ボトム検出部６２ａは、電圧信号Ｓｍｏｎのボトムレベルを示すボトムレベル信号Ｓｂｔを生成し、スイッチ素子１０ｂを介して誤差増幅器７ｂへ提供する。

誤差増幅器７ａは、ピーク検出部６１ａからのピークレベル信号Ｓｐｋと、後述するピーク検出部６１ｂからのピークレベル参照電圧Ｖｐｋ（第１の参照レベル）との差を増幅し、バイアス電流源４へ提供するための回路である。具体的には、誤差増幅器７ａはオペアンプを含んで構成され、誤差増幅器７ａの非反転入力端はピーク検出部６１ａに接続されており、誤差増幅器７ａの反転入力端はピーク検出部６１ｂに接続されている。また、誤差増幅器７ａの出力端は、スイッチ素子１０ｅを介してバイアス電流源４に接続されている。誤差増幅器７ａは、ピークレベル信号Ｓｐｋとピークレベル参照電圧Ｖｐｋとの差を示す差信号Ｓｄ＿ｐｋを生成し、差信号Ｓｄ＿ｐｋをバイアス電流源４へ提供する。

また、誤差増幅器７ｂは、ボトム検出部６２ａからのボトムレベル信号Ｓｂｔと、後述するボトム検出部６２ｂからのボトムレベル参照電圧Ｖｂｔ（第２の参照レベル）との差を増幅し、変調電流生成部３へ提供するための回路である。具体的には、誤差増幅器７ｂはオペアンプを含んで構成され、誤差増幅器７ｂの非反転入力端はボトム検出部６２ａに接続されており、誤差増幅器７ｂの反転入力端はボトム検出部６２ｂに接続されている。また、誤差増幅器７ｂの出力端は、スイッチ素子１０ｆを介して変調電流生成部３に接続されている。誤差増幅器７ｂは、ボトムレベル信号Ｓｂｔとボトムレベル参照電圧Ｖｂｔとの差を示す差信号Ｓｄ＿ｂｔを生成し、差信号Ｓｄ＿ｂｔを変調電流生成部３へ提供する。

参照電流生成部８は、後述する電流電圧変換部５ｂと共に、本実施形態における参照信号生成部１３を構成する。参照電流生成部８は、外部からの送信信号Ｓｐ，Ｓｎに対応する参照電流Ｉｒｅｆを生成するための回路である。この参照電流Ｉｒｅｆは、送信信号Ｓｐ，Ｓｎに対応するパルス電流である。すなわち、参照電流Ｉｒｅｆは、送信信号Ｓｐ，Ｓｎと同じデータ成分を含んでおり、送信信号Ｓｐ，Ｓｎの振動に応じた立ち上がりおよび立ち下がりを有する。参照電流生成部８は、例えば、送信信号Ｓｐ，Ｓｎを電圧−電流変換することにより変調成分を生成し、所定のバイアス成分に該変調成分を畳重することにより、光電流Ｉｍｏｎの調整目標値となる参照電流Ｉｒｅｆを生成できる。

また、電流電圧変換部５ｂは、参照電流生成部８からの参照電流Ｉｒｅｆを電圧信号である参照信号Ｖｒｅｆに変換するための回路である。電流電圧変換部５ｂの機能及び内部構成は、上述した電流電圧変換部５ａと同様である。すなわち、本実施形態の電流電圧変換部５ｂは、参照電流Ｉｒｅｆのローレベルに対応する参照信号Ｖｒｅｆとしてピークレベル（第１の参照レベル）を出力し、参照電流Ｉｒｅｆのハイレベルに対応する参照信号Ｖｒｅｆとしてボトムレベル（第２の参照レベル）を出力する。従って、参照電流Ｉｒｅｆと参照信号Ｖｒｅｆとは、互いに逆転しており相補的な時間波形となる。

レベルホールド部６ｂは、ピーク検出部６１ｂ及びボトム検出部６２ｂを有する。ピーク検出部６１ｂは、本実施形態における第１の参照レベル生成部である。ピーク検出部６１ｂは、参照信号Ｖｒｅｆのピークレベルを検出し、該ピークレベルを示すピークレベル参照電圧Ｖｐｋを生成する。なお、参照信号Ｖｒｅｆのピークレベルは、送信信号Ｓｐ，Ｓｎのローレベル（すなわち、信号光Ｐのローレベル）に対応する。ピーク検出部６１ｂは、ピークレベル参照電圧Ｖｐｋを、スイッチ素子１０ｃを介して誤差増幅器７ａへ提供する。

また、ボトム検出部６２ｂは、本実施形態における第２の参照レベル生成部である。ボトム検出部６２ｂは、参照信号Ｖｒｅｆのボトムレベルを検出し、該ボトムレベルを示すボトムレベル参照電圧Ｖｂｔを生成する。なお、参照信号Ｖｒｅｆのボトムレベルは、送信信号Ｓｐ，Ｓｎのハイレベル（すなわち、信号光Ｐのハイレベル）に対応する。ボトム検出部６２ｂは、ボトムレベル参照電圧Ｖｂｔを、スイッチ素子１０ｄを介して誤差増幅器７ｂへ提供する。

制御部９は、各スイッチ素子１０ａ〜１０ｆの導通状態を制御するための回路である。制御部９は、スイッチ素子１０ａ及び１０ｃの制御端子に接続された出力端を有しており、スイッチ素子１０ａ及び１０ｃの制御端子へスイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｐを送る。また、制御部９は、スイッチ素子１０ｂ及び１０ｄの制御端子に接続された出力端を有しており、スイッチ素子１０ｂ及び１０ｄの制御端子へスイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂを送る。また、制御部９は、スイッチ素子１０ｅ及び１０ｆの制御端子に接続された出力端を有しており、スイッチ素子１０ｅ及び１０ｆの制御端子へスイッチ制御信号ＬＤＯＦＦを送る。なお、各スイッチ素子１０ａ〜１０ｆにおいては、制御端子への入力論理が０のときに入力端及び出力端が導通状態となる。また、制御端子への入力論理が１のときに入力端及び出力端が非導通状態となり、出力端は基準電位線１５と短絡する。

図４は、本実施形態の変調電流生成部３の構成の一例を詳細に示す回路図である。図４を参照すると、変調電流生成部３は、一対のトランジスタ３１ａ及び３１ｂと、一対の抵抗素子３２ａ及び３２ｂと、変調電流源３３とを有する。

トランジスタ３１ａのベースは、変調電流生成部３の外部から送信信号Ｓｐ（正相）を入力するための入力端子と電気的に接続されている。トランジスタ３１ｂのベースは、変調電流生成部３の外部から送信信号Ｓｎ（逆相）を入力するための入力端子と電気的に接続されている。トランジスタ３１ａ及び３１ｂ双方のエミッタは、変調電流源３３を介して基準電位線１５と電気的に接続されている。トランジスタ３１ａのコレクタ端子は、抵抗素子３２ａを介して電源電位線１４と電気的に接続されるとともに、レーザダイオード２１（図１参照）のカソードと電気的に接続される。トランジスタ３１ｂのコレクタ端子は、抵抗素子３２ｂを介して電源電位線１４と電気的に接続されるとともに、レーザダイオード２１（図１参照）のアノードと電気的に接続される。変調電流源３３は、誤差増幅器７ｂ（図１参照）からの差信号Ｓｄ＿ｂｔを入力するための入力端を有しており、差信号Ｓｄ＿ｂｔが小さくなるように（すなわち、ボトムレベル信号Ｓｂｔの大きさがボトムレベル参照電圧Ｖｂｔに近づくように）電流量を調節する。

図４に示す変調電流生成部３に差動信号である送信信号Ｓｐ（正相），Ｓｎ（逆相）が入力されると、送信信号Ｓｐがトランジスタ３１ａのベースに入力されるとともに、送信信号Ｓｎがトランジスタ３１ｂのベースに入力される。送信信号Ｓｐがトランジスタ３１ａのベースに入力されることにより、レーザダイオード２１には変調電流Ｉｍｏｄ_２が流れる。変調電流Ｉｍｏｄ_２は、変調電流源３３によって電流値が規定され、トランジスタ３１ａを介して流れる。また、送信信号Ｓｎがトランジスタ３１ｂのベースに入力されることにより、変調電流Ｉｍｏｄ_２とは逆相の変調電流Ｉｍｏｄ_１が流れる。変調電流Ｉｍｏｄ_１は、変調電流源３３によって変調電流Ｉｍｏｄ_２と同じ電流量に規定され、トランジスタ３１ｂを介して流れる。

図５は、本実施形態のピーク検出部６１ａ，６１ｂ及びボトム検出部６２ａ，６２ｂの構成の一例を示す回路図である。図５を参照すると、ピーク検出部６１ａ，６１ｂは、電圧信号Ｓｍｏｎ、参照信号Ｖｒｅｆのピークレベルを保持するためのコンデンサ（容量素子）６３を有する。コンデンサ６３は、信号ライン６６と基準電位線１５との間に接続されている。そして、信号ライン６６には電圧信号Ｓｍｏｎ（参照信号Ｖｒｅｆ）による電流がダイオードやトランジスタなどの整流素子によって供給され、コンデンサ６３に電荷が蓄積されることにより、信号ライン６６の電位が電圧信号Ｓｍｏｎ（参照信号Ｖｒｅｆ）のピークレベルに保持される。ピーク検出部６１ａ（６１ｂ）は、こうして保持された信号ライン６６の電位をピークレベル信号Ｓｐｋ（ピークレベル参照電圧Ｖｐｋ）として誤差増幅器７ａへ出力する。

また、ピーク検出部６１ａ，６１ｂは、抵抗素子６４及びトランジスタ６５を更に有する。トランジスタ６５は、本実施形態におけるスイッチ素子であり、例えばＭＯＳ−ＦＥＴを用いることができる。抵抗素子６４及びトランジスタ６５は、ピーク検出部６１ａ，６１ｂの時定数を調整するために設けられ、コンデンサ６３に対して並列に接続されている。具体的には、抵抗素子６４及びトランジスタ６５は、信号ライン６６と基準電位線１５との間に、互いに直列に接続されている。例えば、抵抗素子６４の一端が信号ライン６６に接続され、他端がトランジスタ６５のソース及びドレインのうち一方に接続される。トランジスタ６５のソース及びドレインのうち他方は、基準電位線１５に接続される。トランジスタ６５のゲートは制御部９に接続されており、制御部９から制御信号ＴＣＮＴを受ける。

制御信号ＴＣＮＴによってトランジスタ６５のソース及びドレインが導通状態になると、コンデンサ６３に蓄積された電荷が抵抗素子６４を通って基準電位線１５へ流れることにより、コンデンサ６３の放電がより早く行われる。逆に、トランジスタ６５のソース及びドレインが非導通状態になると、コンデンサ６３の放電に要する時間が長くなる。このように、トランジスタ６５の接続状態を切り替えることにより、コンデンサ６３の放電時間（すなわち、ピーク検出部６１ａ，６１ｂの時定数）を変更することができる。

ボトム検出部６２ａ，６２ｂは、電圧信号Ｓｍｏｎ、参照信号Ｖｒｅｆのボトムレベルを保持するためのコンデンサ（容量素子）６７を有する。コンデンサ６７は、電源電位線１４と信号ライン７０との間に接続されている。そして、信号ライン７０には電圧信号Ｓｍｏｎ（参照信号Ｖｒｅｆ）による電流がダイオードやトランジスタなどの整流素子によって供給され、コンデンサ６７に電荷が蓄積されることにより、信号ライン７０の電位が電圧信号Ｓｍｏｎ（参照信号Ｖｒｅｆ）のボトムレベルに保持される。ボトム検出部６２ａ（６２ｂ）は、こうして保持された信号ライン７０の電位をボトムレベル信号Ｓｂｔ（ボトムレベル参照電圧Ｖｂｔ）として誤差増幅器７ｂへ出力する。

また、ボトム検出部６２ａ，６２ｂは、抵抗素子６８及びトランジスタ６９を更に有する。トランジスタ６９は、本実施形態におけるスイッチ素子であり、例えばＭＯＳ−ＦＥＴを用いることができる。抵抗素子６８及びトランジスタ６９は、ボトム検出部６２ａ，６２ｂの時定数を調整するために設けられ、コンデンサ６７に対して並列に接続されている。具体的には、抵抗素子６８及びトランジスタ６９は、電源電位線１４と信号ライン７０との間に、互いに直列に接続されている。例えば、抵抗素子６８の一端が信号ライン７０に接続され、他端がトランジスタ６９のソース及びドレインのうち一方に接続される。トランジスタ６９のソース及びドレインのうち他方は、電源電位線１４に接続される。トランジスタ６９のゲートは制御部９に接続されており、制御部９から制御信号ＴＣＮＴを受ける。

制御信号ＴＣＮＴによってトランジスタ６９のソース及びドレインが導通状態になると、コンデンサ６７に蓄積された電荷が抵抗素子６８を通って電源電位線１４へ流れることにより、コンデンサ６７の放電がより早く行われる。逆に、トランジスタ６９のソース及びドレインが非導通状態になると、コンデンサ６７の放電に要する時間が長くなる。このように、トランジスタ６９の接続状態を切り替えることにより、コンデンサ６７の放電時間（すなわち、ボトム検出部６２ａ，６２ｂの時定数）を変更することができる。

図６は、本実施形態の参照電流生成部８の構成の一例を示すブロック図である。図６を参照すると、参照電流生成部８は、ローレベル基準電圧発生部８１、バイアス成分生成部８２、ハイレベル基準電圧発生部８３、スイッチ素子８４、及び変調成分生成部８５を有する。

ローレベル基準電圧発生部８１は、参照電流Ｉｒｅｆのローレベルの大きさを示す基準電圧Ｖｒｅｆｌを生成するための回路である。この基準電圧Ｖｒｅｆｌの大きさは、予め適切な値に設定される。バイアス成分生成部８２は、ローレベル基準電圧発生部８１からの基準電圧Ｖｒｅｆｌを電流に変換し、参照電流Ｉｒｅｆのローレベル（バイアス成分）を示す電流Ｉｒｅｆｌとして出力する。

ハイレベル基準電圧発生部８３は、参照電流Ｉｒｅｆのハイレベル（変調成分のピーク値）の大きさを示す基準電圧Ｖｒｅｆｈを生成するための回路である。この基準電圧Ｖｒｅｆｈの大きさは、基準電圧Ｖｒｅｆｌと同様に予め適切な値に設定される。変調成分生成部８５は、ハイレベル基準電圧発生部８３からの基準電圧Ｖｒｅｆｈを電流に変換するとともに、この電流を送信信号Ｓｐ，Ｓｎによって変調する。変調成分生成部８５は、こうして生成した電流Ｉｒｅｆｈを参照電流Ｉｒｅｆの変調成分として出力する。電流Ｉｒｅｆｈ及び電流Ｉｒｅｆｌは互いに畳重され、参照電流Ｉｒｅｆとして参照電流生成部８から電流電圧変換部５ｂ（図１参照）へ提供される。

ハイレベル基準電圧発生部８３はスイッチ素子８４の入力端と接続されており、変調成分生成部８５はスイッチ素子８４の出力端と接続されている。スイッチ素子８４の制御端子は制御部９と接続されており、制御部９からスイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂを受ける。スイッチ素子８４においては、制御端子への入力論理が０のときに入力端及び出力端が導通状態となる。また、制御端子への入力論理が１のときに入力端及び出力端が非導通状態となり、出力端は基準電位線１５と短絡する。この構成により、スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂの論理が１のときには、参照電流Ｉｒｅｆの変調成分（電流Ｉｒｅｆｈ）が生成されず、バイアス成分（電流Ｉｒｅｆｌ）のみが参照電流Ｉｒｅｆとして参照電流生成部８から出力される。また、スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂの論理が０のときには、参照電流Ｉｒｅｆの変調成分（電流Ｉｒｅｆｈ）が生成され、バイアス成分（電流Ｉｒｅｆｌ）と共に参照電流Ｉｒｅｆとして参照電流生成部８から出力される。

以上の構成を有する発光素子駆動回路１の送信開始時の動作について、図７〜図９を参照しながら説明する。図７（ａ）〜（ｅ）のそれぞれは、ローレベル基準電圧発生部８１（図６参照）における基準電圧Ｖｒｅｆｌ（図７（ａ））、ハイレベル基準電圧発生部８３（図６参照）における基準電圧Ｖｒｅｆｈ（図７（ｂ））、参照信号Ｖｒｅｆ（図７（ｃ））、ピークレベル参照電圧Ｖｐｋ（図７（ｄ））、及びボトムレベル参照電圧Ｖｂｔ（図７（ｅ））の時間波形の一例を示すグラフである。また、図８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、制御部９から出力されるスイッチ制御信号ＬＤＯＦＦ（図８（ａ））、スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂ（図８（ｂ））、スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｐ（図８（ｃ））、及び制御信号ＴＣＮＴ（図８（ｄ））の時間波形の一例を示すグラフである。また、図９（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、電圧信号Ｓｍｏｎ（図９（ａ））、ピークレベル信号Ｓｐｋ（図９（ｂ））、ボトムレベル信号Ｓｂｔ（図９（ｃ））、及び駆動電流Ｉｄ（図９（ｄ））の時間波形の一例を示すグラフである。

まず、ローレベル基準電圧発生部８１からの基準電圧Ｖｒｅｆｌが時刻ｔ_１において立ち上がる（図７（ａ））。このとき、制御部９からのスイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂは論理１となっており（図８（ｂ））、スイッチ素子８４（図６）は非接続状態なので、参照電流Ｉｒｅｆとしてバイアス成分（Ｉｒｅｆｌ）のみが参照電流生成部８から出力される。従って、参照信号生成部１３からは、参照信号Ｖｒｅｆとして図７（ｃ）に示すようにバイアス成分Ｖｒｅｆｂのみが出力される。なお、本実施形態では、電流電圧変換部５ｂにおいて参照電流Ｉｒｅｆと参照信号Ｖｒｅｆとが互いに逆転して相補的な時間波形となるので、実際の参照信号Ｖｒｅｆは電源電圧Ｖｃｃからバイアス分（Ｖｒｅｆｂ）だけ低下した電圧値となる。

また、この段階では、参照信号Ｖｒｅｆに変調成分が含まれていないため、ピークレベル参照電圧Ｖｐｋ及びボトムレベル参照電圧Ｖｂｔは、参照信号Ｖｒｅｆのバイアス成分Ｖｒｅｆｂと同じレベルに収束する（図７（ｄ），図７（ｅ））。

続いて、時刻ｔ_２において制御部９からのスイッチ制御信号ＬＤＯＦＦ及びＲＳＴ＿Ｐが論理０に切り替えられる（図８（ａ），図８（ｂ））。すなわち、スイッチ素子１０ａ，１０ｃ，１０ｅ，及び１０ｆ（図１参照）が接続状態となる。これにより、ピークレベル参照電圧Ｖｐｋが誤差増幅器７ａへ入力され、誤差増幅器７ａからの差信号Ｓｄ＿ｐｋがバイアス電流源４へ入力されることとなり、バイアス電流Ｉｂｉａｓに関する閉ループ回路が形成される。そして、バイアス電流源４により、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給が開始され、差信号Ｓｄ＿ｐｋが小さくなるように（すなわち、ピークレベル信号Ｓｐｋの大きさがピークレベル参照電圧Ｖｐｋに近づくように）バイアス電流Ｉｂｉａｓの電流値が調節されるので、バイアス電流Ｉｂｉａｓの電流値が参照電流Ｉｒｅｆの大きさ（Ｉｒｅｆｌ）に近づく（図９（ｂ），図９（ｄ））。

続いて、時刻ｔ_２から所定時間経過後の時刻ｔ_３において、制御部９からのスイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂが論理０に切り替えられる（図８（ｃ））。すなわち、スイッチ素子１０ｂ及び１０ｄ（図１）並びに８４（図６）が接続状態となる。

このとき、参照電流生成部８において、参照電流Ｉｒｅｆとしてはバイアス成分（Ｉｒｅｆｌ）だけでなく変調成分（Ｉｒｅｆｈ）も畳重されて出力される。従って、参照信号生成部１３からは、参照信号Ｖｒｅｆとして図７（ｃ）に示すようにバイアス成分Ｖｒｅｆｂに加えて変調成分Ｖｒｅｆｍが出力される。すなわち、参照信号Ｖｒｅｆのボトムレベルを示すボトムレベル参照電圧Ｖｂｔは、図７（ｅ）に示すように変調成分Ｖｒｅｆｍのピーク値とバイアス成分Ｖｒｅｆｂとの和となる。

また、ボトムレベル参照電圧Ｖｂｔが誤差増幅器７ｂへ入力され、誤差増幅器７ｂからの差信号Ｓｄ＿ｂｔが変調電流生成部３へ入力されることとなり、変調電流Ｉｍｏｄに関する閉ループ回路が形成される。そして、変調電流生成部３により、変調電流Ｉｍｏｄの供給が開始され、差信号Ｓｄ＿ｂｔが小さくなるように（すなわち、ボトムレベル信号Ｓｂｔの大きさがボトムレベル参照電圧Ｖｂｔに近づくように）変調電流Ｉｍｏｄの電流値が調節される。これにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓと変調電流Ｉｍｏｄとを合わせた駆動電流Ｉｄの大きさは、参照電流Ｉｒｅｆの大きさに応じて制御されることとなる（図９（ｄ））。

その後、時刻ｔ_４において、制御部９からの制御信号ＴＣＮＴが論理０に切り替えられる（図８（ｄ））。すなわち、ピーク検出部６１ａ，６１ｂ及びボトム検出部６２ａ，６２ｂのトランジスタ６５及び６９（図５参照）のドレイン−ソース間が非導通状態となり、ピーク検出部６１ａ，６１ｂ及びボトム検出部６２ａ，６２ｂの時定数が大きくなる。

以上に説明した本実施形態による発光素子駆動回路１が有する効果について説明する。ここで、図１０は、発光素子駆動回路１の制御ブロック線図である。また、図１１は、発光素子駆動回路１と同様の回路をレーザダイオード２１に対してＤＣ結合した場合の制御ブロック線図である。

なお、図１０及び図１１において、各要素は次の数値を表している。
Ｉｔｈ（Ｔ）：温度Ｔ［℃］におけるレーザダイオード２１の閾値電流値［Ａ］
ηＬＤ（Ｔ）：温度Ｔ［℃］におけるレーザダイオード２１のスロープ効率［Ｗ／Ａ］
ηＰＤ：フォトダイオード２２の光電変換効率［Ａ／Ｗ］
ＲＴＩＡ：電流電圧変換部５ａ及び５ｂにおける利得［Ｖ／Ａ］
ＦＰ（ｓ）：ピーク検出部６１ａ及び６１ｂにおける変換関数［Ｖ／Ｖ］
ＦＢ（ｓ）：ボトム検出部６２ａ及び６２ｂにおける変換関数［Ｖ／Ｖ］
Ｇ_ｂｉａｓ（ｓ）：誤差増幅器７ａにおける利得［Ｖ／Ｖ］
Ｇ_ｍｏｄ（ｓ）：誤差増幅器７ｂにおける利得［Ｖ／Ｖ］
Ｇｍ：バイアス電流源４及び変調電流源３３におけるコンダクタンス［Ａ／Ｖ］
ＧＡＣ：ＡＣ結合（コンデンサ１１ａ及び１１ｂ）による電流損失
ＦＡＣ（ｓ）：ＡＣ結合（コンデンサ１１ａ及び１１ｂ）によるフィルタ効果（低周波カット）
ＩｒｅｆＬ：参照電流Ｉｒｅｆのローレベル［Ａ］
ＩｒｅｆＨ：参照電流Ｉｒｅｆのハイレベル［Ａ］
ここで、上記（）内のｓはｊωであり、周波数の関数であることを示す。

図１０に示す制御ブロック線図において、ローレベル側の信号光強度ＰＬについての伝達関数は以下の式（１）で表される。

また、図１０に示す制御ブロック線図において、ハイレベル側の信号光強度ＰＨについての伝達関数は以下の式（２）で表される。

また、図１１に示す制御ブロック線図において、ローレベル側の信号光強度ＰＬについての伝達関数は以下の式（３）で表される。

また、図１１に示す制御ブロック線図において、ハイレベル側の信号光強度ＰＨについての伝達関数は以下の式（４）で表される。

式（４）における右辺の第２項は、ローレベル側の信号光強度ＰＬの挙動がハイレベル側の信号光強度ＰＨの挙動に影響する（干渉する）ことを示している。すなわち、ＤＣ結合型の駆動回路の場合、図１１のＢ部分に示されるように、ローレベル側の信号光強度ＰＬを制御するための閉ループからハイレベル側の信号光強度ＰＨを制御するための閉ループへの干渉が生じる。しかし、式（３）に示されるように、ハイレベル側の信号光強度ＰＨの挙動はローレベル側の信号光強度ＰＬの挙動に影響しない。すなわち、図１２（ａ）に示したように、ＤＣ結合型のレーザ駆動回路においては、ローレベル側の信号光強度ＰＬに応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓの大きさを制御し、ハイレベル側の信号光強度ＰＨに応じて変調電流Ｉｍｏｄの大きさを制御すれば、信号光強度ＰＬ及びバイアス電流Ｉｂｉａｓを独立して安定化できるので、信号光強度ＰＬが安定化した後に信号光強度ＰＨ（変調電流Ｉｍｏｄ）も安定化できる。

しかしながら、式（１）及び（２）における右辺の第２項は、互いの閉ループの干渉を表している。すなわち、ＡＣ結合型の駆動回路の場合、図１０のＡ部分に示されるように、ローレベル側の信号光強度ＰＬを制御するための閉ループと、ハイレベル側の信号光強度ＰＨを制御するための閉ループとが互いに干渉し合っている。これは、図１２（ｂ）に示したように、ＡＣ結合型のレーザ駆動回路においては、変調電流Ｉｍｏｄ（＋），Ｉｍｏｄ（−）の大きさを変化させると信号光強度ＰＬ及びＰＨの双方が変化してしまうことを示している。従って、このままでは、信号光強度ＰＨ及びＰＬをそれぞれ独立して安定化できないこととなり、信号光強度及び消光比（ＰＨ／ＰＬ）を安定に制御できないおそれがあることがわかる。

この問題点を解決するために、本実施形態の発光素子駆動回路１においては、制御部９によって各閉ループの動作開始タイミングが制御されており、バイアス電流源４がバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給を開始してから所定時間経過後に、変調電流生成部３が変調電流Ｉｍｏｄの供給を開始している。バイアス電流源４がバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給を開始してからの所定時間、変調電流Ｉｍｏｄが供給されなければ信号光強度ＰＨ側の閉ループが機能しないので、信号光強度ＰＬ側の閉ループは干渉を受けない。従って、この間に信号光強度ＰＬを独立して制御し安定化できる。そして、信号光強度ＰＬが安定した後（すなわち所定時間経過後）、変調電流生成部３が変調電流Ｉｍｏｄの供給を開始することにより、式（２）の第２項はＰＬが時間的に安定することで定数項となり、ＰＬに依存することなく、信号光強度ＰＨも安定化できる。このように、本実施形態の発光素子駆動回路１によれば、ＤＣ結合時だけでなく、ＡＣ結合時であっても信号光強度ＰＨ及び消光比（ＰＨ／ＰＬ）を安定に制御できる。

このような発光素子駆動回路１の効果は、次のような場合に特に顕著となる。すなわち、図５に示したピーク検出部６１ａ及び６１ｂのコンデンサ６３が動作開始時に放電動作となり、ボトム検出部６２ａ及び６２ｂのコンデンサ６７が動作開始時に充電動作となる場合である。このような場合、放電動作は充電動作に比べて動作速度が遅いため、ピーク検出部６１ａ及び６１ｂを含むバイアス電流Ｉｂｉａｓ制御用の閉ループ回路の安定化に時間がかかる。そして、この閉ループ回路に上記した干渉が生じると、この閉ループ回路の安定化に要する時間が更に長くなってしまう。これに対し、本実施形態の発光素子駆動回路１によれば、ピーク検出部６１ａ及び６１ｂを含む閉ループ回路を先に安定化させるので、閉ループ同士の相互干渉を回避してより早く且つ確実に安定化できる。

また、図５に示したように、ピーク検出部６１ａは、電圧信号Ｓｍｏｎのピークレベルを保持するためのコンデンサ６３と、互いに直列に接続され、コンデンサ６３に対して並列に接続された抵抗素子６４及びトランジスタ６５とを有し、変調電流生成部３が変調電流Ｉｍｏｄの供給を開始した後に、トランジスタ６５を非導通状態に切り替えることが好ましい。また、ボトム検出部６２ａも同様に、電圧信号Ｓｍｏｎのボトムレベルを保持するためのコンデンサ６７と、互いに直列に接続され、コンデンサ６７に対して並列に接続された抵抗素子６８及びトランジスタ６９とを有し、変調電流生成部３が変調電流Ｉｍｏｄの供給を開始した後に、トランジスタ６９を非導通状態に切り替えることが好ましい。これらにより、信号光強度及び消光比が安定に制御された後にピーク検出部６１ａ及びボトム検出部６２ａにおける時定数をより大きく変更し、ノイズ等に対して信号光強度及び消光比を更に安定化できる。

また、本実施形態のように、発光素子駆動回路１は、送信信号Ｓｐ，Ｓｎに対応する参照信号Ｖｒｅｆを生成する参照信号生成部１３と、参照信号Ｖｒｅｆのレベル検出を行うピーク検出部６１ｂ及びボトム検出部６２ｂとを備えることが好ましい。これにより、レーザダイオード２１への駆動電流Ｉｄの変化に応じてピークレベル参照電圧Ｖｐｋ及びボトムレベル参照電圧Ｖｂｔを変化させることができるので、信号光強度及び消光比をより精度よく制御できる。

本発明による発光素子駆動回路及び光送信器は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではＡＣ結合型の発光素子駆動回路を説明しているが、本発明による発光素子駆動回路をＤＣ結合型としてもよい。

図１は、本発明の好適な一実施形態である発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。 図２（ａ）は、レーザダイオードの出力特性を示す図である。図２（ｂ）は、レーザダイオードから出力される信号光の時間波形の一例を示すグラフである。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光を出力するために必要な駆動電流の時間波形の一例を示すグラフである。 図３は（ａ）は、フォトダイオードからの光電流の時間波形の一例を示すグラフである。図３（ｂ）は、電圧信号の時間波形の一例を示すグラフである。 図４は、変調電流生成部の構成の一例を詳細に示す回路図である。 図５は、ピーク検出部及びボトム検出部の構成の一例を示す回路図である。 図６は、本実施形態の参照電流生成部８の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、（ａ）基準電圧Ｖｒｅｆｌ、（ｂ）基準電圧Ｖｒｅｆｈ、（ｃ）参照信号Ｖｒｅｆ、（ｄ）ピークレベル参照電圧Ｖｐｋ、及び（ｅ）ボトムレベル参照電圧Ｖｂｔの時間波形の一例を示すグラフである。 図８は、（ａ）スイッチ制御信号ＬＤＯＦＦ、（ｂ）スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｂ、（ｃ）スイッチ制御信号ＲＳＴ＿Ｐ、及び（ｄ）制御信号ＴＣＮＴの時間波形の一例を示すグラフである。 図９は、（ａ）電圧信号Ｓｍｏｎ、（ｂ）ピークレベル信号Ｓｐｋ、（ｃ）ボトムレベル信号Ｓｂｔ、及び（ｄ）駆動電流Ｉｄの時間波形の一例を示すグラフである。 図１０は、発光素子駆動回路の制御ブロック線図である。 図１１は、発光素子駆動回路と同様の回路をレーザダイオードに対してＤＣ結合した場合の制御ブロック線図である。 図１２は、（ａ）ＤＣ結合用の発光素子駆動回路と（ｂ）ＡＣ結合用の発光素子駆動回路とにおける、バイアス電流及び変調電流と、ハイレベル側の信号光強度及びローレベル側の信号光強度との相関を示す図である。

符号の説明

１…発光素子駆動回路、２…光モジュール、３…変調電流生成部、４…バイアス電流源、５ａ，５ｂ…電流電圧変換部、６ａ，６ｂ…レベルホールド部、７ａ，７ｂ…誤差増幅器、８…参照電流生成部、９…制御部、１０ａ〜１０ｆ…スイッチ素子、１１ａ，１１ｂ…コンデンサ、１２ａ，１２ｂ…インダクタ、１３…参照信号生成部、２１…レーザダイオード、２２…フォトダイオード、３１ａ，３１ｂ…トランジスタ、３２ａ，３２ｂ…抵抗素子、３３…変調電流源、６１ａ，６１ｂ…ピーク検出部、６２ａ，６２ｂ…ボトム検出部。

Claims (4)

1. 送信信号に応じた信号光を発光素子に生成させるとともに、前記信号光を検出する受光素子からの光電流に基づいて前記信号光を制御する発光素子駆動回路であって、
   バイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス部と、
   前記送信信号に応じた変調電流を前記発光素子に供給する変調部と、
   前記受光素子からの光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と、
   前記信号光のローレベルに対応する前記電圧信号の第１のレベルを検出する第１のレベル検出部と、
   前記信号光のハイレベルに対応する前記電圧信号の第２のレベルを検出する第２のレベル検出部と
   を備え、
   前記バイアス部が、前記第１のレベルと第１の参照レベルとの差に応じて前記バイアス電流の電流量を調節し、
   前記変調部が、前記第２のレベルと第２の参照レベルとの差に応じて前記変調電流の電流量を調節し、
   前記バイアス部が前記バイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、前記変調部が前記変調電流の供給を開始することを特徴とする、発光素子駆動回路。
2. 前記第１及び第２のレベル検出部それぞれが、
   前記電圧信号の前記第１及び第２のレベルそれぞれを保持するための容量素子と、
   互いに直列に接続され、前記容量素子に対して並列に接続された抵抗素子及びスイッチ素子と
   を有し、
   前記変調部が前記変調電流の供給を開始した後に、前記スイッチ素子が非導通状態に切り替わることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子駆動回路。
3. 前記送信信号に対応する参照信号を生成する参照信号生成部と、
   前記信号光のローレベルに対応する前記参照信号の第１のレベルを検出し、該第１のレベルを前記第１の参照レベルとして出力する第１の参照レベル生成部と、
   前記信号光のハイレベルに対応する前記参照信号の第２のレベルを検出し、該第２のレベルを前記第２の参照レベルとして出力する第２の参照レベル生成部と
   を更に備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光素子駆動回路。
4. 送信信号に応じた信号光を出力する光送信器であって、
   前記信号光を生成する発光素子と、
   前記発光素子からの前記信号光を検出する受光素子と、
   前記送信信号に応じた変調電流、及びバイアス電流を前記発光素子へ供給する発光素子駆動回路と
   を備え、
   前記発光素子駆動回路が、
   前記バイアス電流を生成するバイアス部と、
   前記変調電流を生成する変調部と、
   前記受光素子からの光電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と、
   前記信号光のローレベルに対応する前記電圧信号の第１のレベルを検出する第１のレベル検出部と、
   前記信号光のハイレベルに対応する前記電圧信号の第２のレベルを検出する第２のレベル検出部と
   を有し、
   前記バイアス部が、前記第１のレベルと第１の参照レベルとの差に応じて前記バイアス電流の電流量を調節し、
   前記変調部が、前記第２のレベルと第２の参照レベルとの差に応じて前記変調電流の電流量を調節し、
   前記バイアス部が前記バイアス電流の供給を開始してから所定時間経過後に、前記変調部が前記変調電流の供給を開始することを特徴とする、光送信器。

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