JP2011108778A - Laser diode driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザダイオードを電流駆動するための回路を備えたレーザダイオード駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a laser diode driving device including a circuit for current driving a laser diode.
近年、Blu−ray Disc用の光ヘッドなどに用いられる短波長のレーザダイオードが搭載された装置が普及してきている。短波長のレーザダイオードは、赤色または赤外のレーザダイオードに比べて、動作電圧が大きい傾向を有しているため、レーザダイオード駆動装置の電源電圧をレーザダイオードの動作電圧に応じて大きく設定する必要があった。しかし、半導体素子構造の微細化が進み、レーザダイオード駆動装置にそのような微細化された半導体素子を用いた場合、絶縁破壊を防止するための耐圧の面で課題が生じる場合があった。したがって、低耐圧の半導体素子を用いる場合には回路構成によって耐圧を確保する必要が生じていた。 In recent years, devices equipped with a short-wavelength laser diode used for an optical head for Blu-ray Disc have become widespread. Since short-wavelength laser diodes tend to have a higher operating voltage than red or infrared laser diodes, it is necessary to set the power supply voltage of the laser diode drive device to be higher according to the operating voltage of the laser diode. was there. However, with the progress of miniaturization of the semiconductor element structure, when such a miniaturized semiconductor element is used in the laser diode driving device, there may be a problem in terms of breakdown voltage for preventing dielectric breakdown. Therefore, when using a low breakdown voltage semiconductor element, it is necessary to ensure a breakdown voltage depending on the circuit configuration.
以下、従来のレーザダイオード駆動装置について添付の図9を用いて説明する。図9は、従来のレーザダイオード駆動装置の構成を示す回路図である。図9に示しように、従来のレーザダイオード駆動装置においては、レーザダイオード94のカソードがアースされ、レーザダイオード94のアノードと電源電圧(Vcc)端子との間に抵抗92が接続され、レーザダイオード94のアノードとアース間に抵抗93が接続されている。そして、このレーザダイオード駆動装置には、レーザダイオード94に発光電流を流すトランジスタ91が設けられている(例えば、特許文献1、第4図参照。)。
Hereinafter, a conventional laser diode driving device will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional laser diode driving device. As shown in FIG. 9, in the conventional laser diode driving apparatus, the cathode of the
上記のように構成された従来のレーザダイオード駆動装置について、以下その動作を説明する。
図9に示したレーザダイオード駆動装置において、非作動状態ではトランジスタ91のコレクタ・エミッタ間には、電圧Vce=Vcc−Vbが印加されている(レーザダイオード94にはバンドギャップ電圧Vbが設定されている。)。一方、作動状態では、トランジスタ91のベース・エミッタ間に制御電圧Vaを印加して、エミッタ・コレクタ間に逆方向電流が流されることにより、エミッタ・コレクタ間にコレクタ電流が流れる。このコレクタ電流によって、レーザダイオード94が駆動され、レーザダイオード94からレーザ光が発光される。したがって、例えば光ディスクに対して、記録動作、再生動作及び消去動作を行わせる場合には、制御電圧Vaの信号レベルを制御することにより、レーザダイオード94からのレーザ光の出力レベルを変化させて、それぞれの動作に対応する出力レベルのレーザ光が発光される。
The operation of the conventional laser diode driving apparatus configured as described above will be described below.
In the laser diode driving device shown in FIG. 9, in a non-operating state, a voltage Vce = Vcc−Vb is applied between the collector and emitter of the transistor 91 (a band gap voltage Vb is set in the laser diode 94). Yes.) On the other hand, in the operating state, a control voltage Va is applied between the base and emitter of the
このように、従来のレーザダイオード駆動装置では、レーザダイオード94のアノードと電源電圧端子間に接続された抵抗92と、レーザダイオード94のアノードとアース間に接続された抵抗93とからなる抵抗回路によって、非作動状態のレーザダイオード94には、常時バンドギャップ電圧Vbが印加されており、トランジスタ91のコレクタ・エミッタ間には、電源電圧Vccより低い電圧(Vce=Vcc−Vb)が印加される。このため、トランジスタ91には、バンドギャップ電圧Vb分の耐圧マージンが設定されている。このために、トランジスタ91においては、バンドギャップ電圧Vb分だけ耐圧条件が緩和されており、高周波特性に優れた微細化構造の半導体集積回路を使用することが可能になる。したがって、より短波長のレーザ光をレーザダイオード94に放射させて、例えばBlu−ray Discに対して高密度記録を行うことが可能になる。
As described above, in the conventional laser diode driving apparatus, a resistance circuit including the
しかしながら、上記の従来のレーザダイオード駆動装置の構成では、レーザダイオード94に電流を流すトランジスタ91の耐圧は確保されるが、電源電圧端子とアース間に2つの抵抗92,93が直列に接続されているため、常に電源電圧端子とアース間に電流が流れている。また、レーザダイオード94のアノードの電圧(Vb)が常に決まっており、レーザダイオード94を発光動作させない場合であっても常にレーザダイオード94に電流が流れるため、レーザダイオード94は微小ながら発光動作を行い、消費電力の増加、レーザダイオード94の劣化の進行、および待機時の微小発光による危険性という課題を有していた。
本発明は、従来のレーザダイオード駆動装置における上記の課題を解決するものであり、レーザダイオードを発光動作させない時に、レーザダイオードを駆動する回路素子の耐圧を確保しつつ、レーザダイオードの微小発光を防止して、アイドリング電流を低減させることができるレーザダイオード駆動装置を提供することを目的とする。
However, in the configuration of the conventional laser diode driving device described above, the withstand voltage of the
The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional laser diode driving device, and prevents the laser diode from emitting light while ensuring the withstand voltage of the circuit element that drives the laser diode when the laser diode is not operated to emit light. Then, it aims at providing the laser-diode drive device which can reduce an idling electric current.
上記の目的を達成するために、本発明に係る第1の観点のレーザダイオード駆動装置は、電流駆動回路によってレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動装置であって、
前記電流駆動回路の出力を電圧固定するための電圧を出力する保護回路と、
前記レーザダイオードの動作状態を検知する動作検知手段と、
前記動作検知手段からの信号により前記保護回路に入力される制御電圧を決定し、前記制御電圧に連動する前記保護回路の出力電圧を制御するための保護電圧生成回路と、を有し、
前記保護電圧生成回路は、前記レーザダイオードが発光動作していない時に、前記保護回路への制御電圧を制御して、前記電流駆動回路に印加される電圧が前記電流駆動回路の耐圧の範囲内に設定されるよう構成されている。このように構成された本発明に係る第1の観点のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオードを発光動作させない時に保護電圧生成回路にて設定される電圧により、保護回路に用いる半導体素子に対する絶縁破壊を防止するための耐圧の確保と、保護回路において電流駆動回路に用いた半導体素子の耐圧を確保できるように動作させることができる。
In order to achieve the above object, a laser diode driving apparatus according to a first aspect of the present invention is a laser diode driving apparatus that drives a laser diode by a current driving circuit,
A protection circuit for outputting a voltage for fixing the output of the current driving circuit;
An operation detecting means for detecting an operating state of the laser diode;
A control voltage generation circuit for determining a control voltage input to the protection circuit according to a signal from the operation detection unit, and controlling an output voltage of the protection circuit interlocked with the control voltage;
The protection voltage generation circuit controls a control voltage to the protection circuit when the laser diode is not emitting light, so that a voltage applied to the current drive circuit is within a withstand voltage range of the current drive circuit. It is configured to be set. The laser diode driving apparatus according to the first aspect of the present invention configured as described above causes a breakdown to a semiconductor element used in the protection circuit by a voltage set by the protection voltage generation circuit when the laser diode is not operated to emit light. It is possible to operate so as to ensure the withstand voltage for prevention and to ensure the withstand voltage of the semiconductor element used in the current driving circuit in the protection circuit.
本発明に係る第2の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点において、前記レーザダイオードに流す電流を調整して、前記電流駆動回路に伝達する可変電流源をさらに具備する構成としてもよい。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser diode driving apparatus according to the first aspect, further comprising a variable current source that adjusts a current flowing through the laser diode and transmits the current to the current driving circuit. Also good.
本発明に係る第3の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点または第2の観点において、前記保護回路生成回路が、前記可変電流源を制御する制御信号を検知して、前記保護回路の出力電圧を制御してもよい。 According to a third aspect of the present invention, in the laser diode driving device according to the first aspect or the second aspect, the protection circuit generation circuit detects a control signal for controlling the variable current source, and The output voltage of the protection circuit may be controlled.
本発明に係る第4の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点または第2の観点において、前記保護電圧生成回路が、前記レーザダイオードのアノード電圧に基づき、前記保護回路の出力電圧を制御してもよい。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the laser diode driving device according to the first aspect or the second aspect, wherein the protection voltage generation circuit is configured to output an output voltage of the protection circuit based on an anode voltage of the laser diode. May be controlled.
本発明に係る第5の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点または第2の観点において、前記動作検知手段が、前記レーザダイオードに流す電流を調整するための制御信号に基づいて、前記レーザダイオードの動作状態を検知してもよい。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser diode driving apparatus according to the first or second aspect based on a control signal for adjusting the current flowing through the laser diode by the operation detecting means. The operating state of the laser diode may be detected.
本発明に係る第6の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点または第2の観点において、前記動作検知手段が、前記レーザダイオードに流れる電流に対応する電流としきい値とを比較する比較器を有して、前記レーザダイオードの動作状態を検出し、前記動作状態を示す状態信号を前記保護電圧生成回路に出力してもよい。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the laser diode driving apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the operation detecting means compares a current corresponding to a current flowing through the laser diode with a threshold value. A comparator that detects an operating state of the laser diode and outputs a state signal indicating the operating state to the protection voltage generation circuit.
本発明に係る第7の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点乃至第6の観点において、前記レーザダイオードがカソードコモン型で構成され、前記保護回路がPチャンネルFETを具備し、前記FETのゲートが前記保護電圧生成回路の出力と接続され、前記FETのソースが前記電流駆動回路に接続され、前記FETのドレインが前記レーザダイオードのアノードに接続されて構成されてもよい。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a laser diode driving device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the laser diode is a cathode common type, and the protection circuit includes a P-channel FET. The FET may have a gate connected to an output of the protection voltage generation circuit, a source of the FET connected to the current driving circuit, and a drain of the FET connected to an anode of the laser diode.
本発明に係る第8の観点のレーザダイオード駆動装置は、前記の第1の観点乃至第6の観点において、前記レーザダイオードがアノードコモン型で構成され、前記保護回路がNチャンネルFETを具備し、前記FETのゲートが前記保護電圧生成回路の出力と接続され、前記FETのソースが前記電流駆動回路に接続され、前記FETのドレインが前記レーザダイオードのカソードに接続されて構成されてもよい。 According to an eighth aspect of the present invention, in the laser diode driving apparatus according to the first to sixth aspects, the laser diode is configured as an anode common type, and the protection circuit includes an N-channel FET. The gate of the FET may be connected to the output of the protection voltage generation circuit, the source of the FET may be connected to the current driving circuit, and the drain of the FET may be connected to the cathode of the laser diode.
上記のように、本発明に係るレーザダイオード駆動装置においては、レーザダイオードに流す電流を調整することができる可変電流源と、可変電流源の出力電流を増幅することができる電流駆動回路と、レーザダイオードの動作状態を検知する動作検知手段と、レーザダイオードを発光動作させない時に、電流駆動回路の耐圧を確保できるように動作する保護回路と、電流駆動回路および保護回路の耐圧を確保できる電圧を生成し、保護回路に伝達する保護電圧生成回路とを有する構成により、微細化された低耐圧の半導体素子を用いる場合であっても各構成素子の耐圧を確実に確保することができる構成となる。 As described above, in the laser diode driving apparatus according to the present invention, the variable current source capable of adjusting the current flowing through the laser diode, the current driving circuit capable of amplifying the output current of the variable current source, and the laser Operation detection means for detecting the operating state of the diode, a protection circuit that operates to ensure the withstand voltage of the current drive circuit when the laser diode is not emitting light, and a voltage that can ensure the withstand voltage of the current drive circuit and the protection circuit are generated In addition, with the configuration having the protection voltage generation circuit that transmits to the protection circuit, the breakdown voltage of each component can be reliably ensured even when a miniaturized low breakdown voltage semiconductor element is used.
本発明のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオードを発光動作させない時において、レーザダイオードを駆動する回路素子に対する絶縁破壊を防止するための耐圧を確保しつつ、レーザダイオードの微小発光を防止して、アイドリング電流を低減させることができる。また、本発明によるレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオードを発光動作させない時に保護電圧生成回路にて設定される電圧により、保護回路および電流駆動回路のそれぞれの耐圧が確保されるため、微細化構造による低耐圧な半導体素子をレーザダイオード駆動装置に用いることが可能となる。 The laser diode driving device of the present invention prevents idling of the laser diode while preventing a minute emission of the laser diode while ensuring a withstand voltage for preventing a dielectric breakdown with respect to a circuit element that drives the laser diode when the laser diode is not operated to emit light. The current can be reduced. Further, the laser diode driving device according to the present invention has a miniaturized structure because the breakdown voltage of the protection circuit and the current driving circuit is secured by the voltage set by the protection voltage generation circuit when the laser diode is not operated to emit light. It becomes possible to use a low-breakdown-voltage semiconductor element for a laser diode driving device.
以下、本発明を実施するための最良の形態を示す実施例について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、実施例の説明において同じ符号を付した構成要素は同様の機能、構成、動作を行うものであり、記載が重複するときにはその説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments showing the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the component which attached | subjected the same code | symbol in description of the Example performs the same function, a structure, and operation | movement, The description may be abbreviate | omitted when description overlaps.
本発明に係る実施例1のレーザダイオード駆動装置について図1および図2を用いて説明する。図1は実施例1のレーザダイオード駆動装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1に示したレーザダイオード駆動装置の具体的な回路構成の例示である。 A laser diode driving apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the laser diode driving apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is an example of a specific circuit configuration of the laser diode driving apparatus shown in FIG.
図1に示すように、実施例1のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオード5を電流駆動するための電流を調整することができる可変電流源1と、可変電流源1の出力電流を増幅することができる電流駆動回路2と、レーザダイオード5を発光動作させない時に、電流駆動回路2の耐圧を確保できるように動作し、電流駆動回路2の出力電流をレーザダイオード5に伝達する保護回路3と、保護回路3の出力にアノードが接続されており、カソードがアースされたレーザダイオード5と、電流駆動回路2および保護回路3の耐圧を確保できる電圧を生成して保護回路3に伝達する保護電圧生成回路4と、を有して構成される。本発明の説明において、「伝達」の意味には、伝達するという本来の意味の他に、「印加」および「入力」という電気的動作を示す意味が含まれる。
As shown in FIG. 1, the laser diode driving apparatus of the first embodiment amplifies the variable
上記のように構成された実施例1のレーザダイオード駆動装置の動作について、以下に説明する。
実施例1のレーザダイオード駆動装置において、可変電流源1は、レーザダイオード5に流す電流を調整することが可能であり、その調整動作は、可変電流源1に入力される制御信号Xにより制御されている。このように、可変電流源1は、可変電流制御線6から入力された制御信号Xに応じて、レーザダイオード5の発光パワーを調整することができる。したがって、制御信号Xはレーザダイオード5の動作状態である発光動作状態を間接的に示す信号となる。
制御信号Xが入力された可変電流源1において決定された電流は、電流駆動回路2に伝達される。電流駆動回路2においては、伝達された電流を増幅して出力することが可能であり、その増幅された出力電流は保護回路3を介してレーザダイオード5を電流駆動する。実施例1のレーザダイオード駆動装置においては、保護回路3が設けられているため、電流駆動回路2の出力電圧が保護回路3の出力電圧で固定(決定)され、レーザダイオード5を発光動作させない時に、電流駆動回路2に対する耐圧が確保されている。
The operation of the laser diode driving apparatus of the first embodiment configured as described above will be described below.
In the laser diode driving apparatus according to the first embodiment, the variable
The current determined in the variable
上記のように構成された実施例1のレーザダイオード駆動装置において、もし、保護回路3が設けられていない場合には、電流駆動回路2の出力とレーザダイオード5のアノードが直接接続される構成となる。このような構成の場合、レーザダイオード5を発光動作させない時に、レーザダイオード5のアノード電圧、すなわち電流駆動回路2の出力電圧は、ほぼGND電位に近い電圧になるため、例えば電流駆動回路2を構成する回路の電源が8〜10Vである場合には、低耐圧の半導体素子(ここで低耐圧とは、例えば約7V以下の電圧をいう)で電流駆動回路2を構成すると、この電流駆動回路2の耐圧が確保できないという問題を有する。
したがって、実施例1のレーザダイオード駆動装置においては、保護回路3および保護電圧生成回路4が設けられている。このため、電流駆動回路2の出力電圧を保護回路3の出力電圧で固定(決定)することが可能となり、レーザダイオード5を発光動作させない時において、低耐圧の半導体素子で構成された電流駆動回路2の耐圧を確保することが可能となる。
In the laser diode driving apparatus according to the first embodiment configured as described above, if the
Therefore, in the laser diode driving device of the first embodiment, the
実施例1のレーザダイオード駆動装置における保護電圧生成回路4は、レーザダイオード5を発光動作させない場合、電流駆動回路2の耐圧が確保できる電圧となるように、保護回路3に対する制御電圧を生成している。保護電圧生成回路4は、可変電流制御線6からの制御信号Xに基づき制御電圧を生成しており、その生成された制御電圧を保護回路3に伝達する。
一方、レーザダイオード5が発光動作している時、保護電圧生成回路4は、可変電流制御線6からの制御信号Xに応じて、レーザダイオード5のアノード電圧が最大となる制御電圧を生成し、且つ電流駆動回路2と保護回路3の動作が正常に行える制御電圧を生成して、その生成された制御電圧を保護回路3に伝達する。
The protection voltage generation circuit 4 in the laser diode driving apparatus according to the first embodiment generates a control voltage for the
On the other hand, when the
次に、図1のブロック図で示した実施例1のレーザダイオード駆動装置について、具体的な回路構成例について図2を用いて説明する。
可変電流源1は、可変電流制御線6の制御信号Xにより電流を調整することが可能であり、可変電流源1で設定された電流は、電源端子9に接続された電流駆動回路2を構成するトランジスタ21およびトランジスタ22で構成されるミラー回路に伝達されて、保護回路3を構成するトランジスタ31を介してレーザダイオード5を駆動する。
Next, a specific circuit configuration example of the laser diode driving apparatus according to the first embodiment shown in the block diagram of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
The variable
また、可変電流制御線6の制御信号Xは保護電圧生成回路4の可変電流回路43に入力されている。保護電圧生成回路4は、抵抗41と抵抗42が直列接続されて構成された抵抗接続体と、可変電流回路43が直列に接続されて構成されている。抵抗41と抵抗42の接続箇所が保護電圧生成回路4の出力端となりトランジスタ31のゲート端子に接続されている。
Further, the control signal X of the variable
レーザダイオード5を発光動作させない時においては、電流駆動回路2のトランジスタ22の耐圧が保護回路3のトランジスタ31により確保されることになる。保護回路3のトランジスタ31のゲート電圧は、保護電圧生成回路4における抵抗41と抵抗42が直列接続された抵抗接続体の接続箇所で生成される。このゲート電圧は、トランジスタ22およびトランジスタ31の耐圧を確保できる電圧値となるように、保護電圧生成回路4における可変電流回路43により調整される。
When the
一方、レーザダイオード5を発光動作させる時において、保護回路3のトランジスタ31のゲート電圧は、レーザダイオード5のアノード電圧が最大となる電圧となり、且つトランジスタ22とトランジスタ31が耐圧内において正常に動作できる電圧となるように、保護電圧生成回路4における可変電流回路43により調整される。可変電流回路43を有する保護電圧生成回路4は、可変電流制御線6の制御信号Xに基づき、トランジスタ31のゲート電圧を制御することにより、レーザダイオード5を発光動作させない時と、発光動作させる時との選択を行うことができる。このため、レーザダイオード5を発光動作させない時において、可変電流制御線6からの制御信号Xにより制御された可変電流回路43により、各構成素子の耐圧は確実に確保される。
On the other hand, when the
以上のように、実施例1のレーザダイオード駆動装置においては、レーザダイオード5に流す電流の状態に応じて、保護電圧生成回路4から保護回路3への制御電圧を切換えることにより、レーザダイオード5が発光動作していない場合においても各構成素子の耐圧を確実に確保することができる。実施例1のレーザダイオード駆動装置においては、低耐圧の半導体素子を用いて回路を構成する場合であっても、短波長のレーザダイオードのような動作電圧の高いレーザダイオードを駆動することができる構成となる。
As described above, in the laser diode driving apparatus according to the first embodiment, the
なお、図1および図2に示した実施例1のレーザダイオード駆動装置では、カソードコモン型のレーザダイオード5の駆動について説明したが、図3および図4に示した構成によれば、アノードコモン型のレーザダイオード5の駆動においても同様の効果を得ることができる。図3はアノードコモン型のレーザダイオード5を用いたレーザダイオード駆動装置の構成を示すブロック図である。図4は図3に示したレーザダイオード駆動装置の具体的な構成例を示す回路図である。図3および図4に示すレーザダイオード駆動装置の構成および動作については、前述の図1および図2に示したレーザダイオード駆動装置と実質的に同じであるため、ここではその説明は省略する。
In the laser diode driving apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the driving of the cathode common
また、実施例1のレーザダイオード駆動装置においては、図2に示すように、構成回路のトランジスタ素子をPチャンネルFETとして説明したが、PNPトランジスタを用いてもよく、同様の効果を奏する。図4に示したレーザダイオード駆動装置においては、構成回路のトランジスタ素子がNチャンネルFETで示しているが、NPNトランジスタを用いてもよく、同様の効果を奏する。 In the laser diode driving apparatus of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the transistor element of the constituent circuit has been described as a P-channel FET. However, a PNP transistor may be used, and the same effect can be obtained. In the laser diode driving device shown in FIG. 4, the transistor elements of the constituent circuits are shown as N-channel FETs. However, NPN transistors may be used, and the same effect is obtained.
次に、本発明に係る実施例2のレーザダイオード駆動装置について添付の図5および図6を用いて説明する。図5は実施例2のレーザダイオード駆動装置の構成を示すブロック図であり、図6は図5に示したレーザダイオード駆動装置の具体的な回路構成の例示である。 Next, a laser diode driving apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the laser diode driving apparatus of the second embodiment, and FIG. 6 is an example of a specific circuit configuration of the laser diode driving apparatus shown in FIG.
図5に示すように、実施例2のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオード5を電流駆動するための電流を調整することができる可変電流源1と、可変電流源1の出力電流を増幅することができる電流駆動回路2と、レーザダイオード5を発光動作させない時に、電流駆動回路2の耐圧を確保できるように動作し、電流駆動回路2の出力電流をレーザダイオード5に伝達する保護回路3と、保護回路3の出力にアノードが接続されており、カソードがアースされたレーザダイオード5と、レーザダイオード5のアノード側の電圧が入力されて、レーザダイオード5の動作電圧を検出して状態信号Yを出力する動作検出手段であるレーザ動作電圧検出回路7と、レーザ動作電圧検出回路7から得られるレーザダイオード5の動作状態を示す状態信号Yに基づき、電流駆動回路2および保護回路3の耐圧を確保できる制御電圧を生成して保護回路3に伝達する保護電圧生成回路4と、を有して構成される。保護電圧生成回路4においては、状態信号Yに基づき、レーザダイオード5を発光動作させないとき、電流駆動回路2および保護回路3の耐圧を確保できる制御電圧を保護回路3に出力し、レーザダイオード5を発光動作させるとき、レーザダイオード5のアノード電圧が最大となるように予め設定した制御電圧を保護回路3に出力する。
As shown in FIG. 5, the laser diode driving apparatus according to the second embodiment amplifies the variable
実施例2のレーザダイオード駆動装置において、前述の実施例1のレーザダイオード駆動装置と異なる点は、レーザ動作電圧検出回路7が設けられており、保護電圧生成回路4がレーザ動作電圧検出回路7からの状態信号Yにより制御されて、制御電圧を生成して保護回路3に伝達している、点である。
The laser diode driving device according to the second embodiment is different from the laser diode driving device according to the first embodiment in that a laser operating
上記のように構成された実施例2のレーザダイオード駆動装置の動作について、以下に説明する。
実施例2のレーザダイオード駆動装置において、可変電流源1は、レーザダイオード5に流す電流を調整することが可能であり、その調整動作は、可変電流源1に入力される制御信号Xにより制御されている。このように、可変電流源1は、可変電流制御線6から入力された制御信号Xに応じて、レーザダイオード5の発光パワーが調整することができる。したがって、制御信号Xはレーザダイオード5の動作状態である発光動作状態を間接的に示す信号となる。
The operation of the laser diode driving apparatus of the second embodiment configured as described above will be described below.
In the laser diode driving apparatus according to the second embodiment, the variable
制御信号Xが入力された可変電流源1において決定された電流は、電流駆動回路2に伝達される。電流駆動回路2においては、伝達された電流を増幅して出力することが可能であり、その増幅された出力電流は保護回路3を介してレーザダイオード5を電流駆動する。実施例2のレーザダイオード駆動装置においては、保護回路3が設けられているため、電流駆動回路2の出力電圧が保護回路3の出力電圧で固定(決定)され、レーザダイオード5を発光動作させない時に、電流駆動回路2の耐圧が確保されている。
The current determined in the variable
上記のように構成された実施例2のレーザダイオード駆動装置において、もし、保護回路3が設けられていない場合には、電流駆動回路2の出力とレーザダイオード5のアノードが直接接続される構成となる。このような構成の場合、レーザダイオード5を発光動作させない時に、レーザダイオード5のアノード電圧、すなわち電流駆動回路2の出力電圧は、ほぼGND電位に近い電圧になるため、例えば電流駆動回路2を構成する回路の電源が8〜10Vである場合には、低耐圧の半導体素子で構成すると、この電流駆動回路2の耐圧が確保できないという問題を有する。
In the laser diode driving apparatus of the second embodiment configured as described above, if the
したがって、実施例2のレーザダイオード駆動装置においては、保護回路3、保護電圧生成回路4およびレーザ動作電圧検出回路7が設けられている。このため、電流駆動回路2の出力電圧を保護回路3の出力電圧で固定(設定)することが可能となり、レーザダイオード5を発光動作させない時に電流駆動回路2の耐圧を確保することが可能となる。
Therefore, in the laser diode driving apparatus of the second embodiment, the
実施例2のレーザダイオード駆動装置において、レーザダイオード5の動作電圧を検出するレーザ動作電圧検出回路7は、レーザダイオード5が発光動作状態にあるか否かの検出が可能であり、その検出信号である状態信号Yをレーザ動作電圧検出線8を介して保護電圧生成回路4に伝達する。
In the laser diode driving apparatus according to the second embodiment, the laser operating
実施例2のレーザダイオード駆動装置における保護電圧生成回路4は、レーザダイオード5を発光動作させない場合、電流駆動回路2の耐圧を確保できる電圧となるように、保護回路3に対する制御電圧を生成している。保護電圧生成回路4は、レーザ動作電圧検出線8からの状態信号Yに応じた制御電圧を生成しており、その生成された制御電圧を保護回路3に伝達する。
The protection voltage generation circuit 4 in the laser diode driving apparatus of the second embodiment generates a control voltage for the
一方、レーザダイオード5が発光動作している時、保護電圧生成回路4は、レーザ動作電圧検出線8からの状態信号Yに応じて、レーザダイオード5のアノード電圧が最大となる制御電圧を生成し、且つ電流駆動回路2と保護回路3の動作が正常に行える制御電圧を生成し、その生成された制御電圧を保護回路3に伝達する。
On the other hand, when the
次に、図5のブロック図で示した実施例2のレーザダイオード駆動装置について、具体的な回路構成例について図6を用いて説明する。
可変電流源1は、可変電流制御線6の制御信号Xにより電流を調整することが可能であり、可変電流源1で設定された電流は、電源端子9に接続された電流駆動回路2を構成するトランジスタ21およびトランジスタ22で構成されるミラー回路に伝達されて、保護回路3を構成するトランジスタ31を介してレーザダイオード5を駆動する。
Next, a specific circuit configuration example of the laser diode driving apparatus according to the second embodiment shown in the block diagram of FIG. 5 will be described with reference to FIG.
The variable
レーザダイオード5を発光動作させない時においては、電流駆動回路2のトランジスタ22の耐圧が保護回路3のトランジスタ31により確保されることになる。保護回路3のトランジスタ31のゲート電圧は、保護電圧生成回路4における抵抗41と抵抗42が直列接続された抵抗接続体の接続箇所で生成される。このゲート電圧は、トランジスタ22およびトランジスタ31の耐圧を確保できる電圧値となるように、保護電圧生成回路4における可変電流回路43により調整される。
When the
一方、レーザダイオード5を発光動作させる時において、保護回路3のトランジスタ31のゲート電圧は、レーザダイオード5のアノード電圧が最大となる電圧となり、且つトランジスタ22とトランジスタ31が正常に動作できる電圧となるように、保護電圧生成回路4における可変電流回路43により調整される。レーザ動作電圧検出回路8からの状態信号Yがレーザ動作電圧検出線8を介して保護電圧生成回路4の可変電流回路43に伝達されて、保護電圧生成回路4は保護回路3に対する制御電圧を生成し、保護回路3に伝達する。
On the other hand, when the
図6に示すように、レーザ動作電圧検出回路7は、レーザダイオード5のアノードとGND間に直列に接続された抵抗71と抵抗72の直列接続体と、比較器74により構成されている。比較器74の一方の入力端子には、抵抗71と抵抗72の接続点が接続され、比較器74の他方の入力端子には、可変電圧回路73が接続されている。可変電圧回路73から出力される電圧は、当該レーザダイオード5が発光動作しているか、否かを識別するしきい値となる電圧に設定される。比較器74の出力である状態信号Yは、レーザ動作電圧検出線8を介して保護電圧生成回路4の可変電流回路43に伝達されている。したがって、レーザ動作電圧検出回路7から出力される状態信号Yにより、レーザダイオード5が発光動作している状態か、または発光動作していない状態であるかの動作状態を確実に検出することが可能である。
As shown in FIG. 6, the laser operating
上記のように、実施例2のレーザダイオード駆動装置は、レーザ動作電圧検出回路7においてレーザダイオード5の動作状態を検出して状態信号Yを生成し、保護電圧生成回路4においてレーザ動作電圧検出回路7からの状態信号Yに基づき、可変電流回路43の電流量を切換えることにより、トランジスタ31のゲート電圧を制御して、レーザダイオード5を発光動作させない時と、発光動作させる時との選択を行うことができる。このため、レーザダイオード5を発光動作させない時において、各構成素子の耐圧は確実に確保される。
As described above, in the laser diode driving apparatus according to the second embodiment, the laser operating
以上のように、実施例2のレーザダイオード駆動装置においては、レーザダイオード5の動作状態を示す動作電圧を検出し、レーザダイオード5の検出された動作状態に応じて、保護電圧生成回路4の制御電圧を切換えることにより、レーザダイオード5が発光動作していない場合においても各構成素子の耐圧を確実に確保することができる。実施例2のレーザダイオード駆動装置においては、低耐圧の半導体素子を用いて回路を構成する場合であっても、短波長のレーザダイオードのような動作電圧の高いレーザダイオードを駆動することができる構成となる。
As described above, in the laser diode driving apparatus according to the second embodiment, the operating voltage indicating the operating state of the
なお、図5および図6に示した実施例2のレーザダイオード駆動装置では、カソードコモン型のレーザダイオード5の駆動について説明したが、図7および図8に示した構成によれば、アノードコモン型のレーザダイオード5の駆動においても同様の効果を得ることができる。図7はアノードコモン型のレーザダイオード5を用いたレーザダイオード駆動装置の構成を示すブロック図である。図8は図7に示したレーザダイオード駆動装置の具体的な構成例を示す回路図である。図7および図8に示すレーザダイオード駆動装置の構成および動作については、前述の図5及び図6に示したレーザダイオード駆動装置と実質的に同じであるため、ここではその説明は省略する。
In the laser diode driving apparatus of the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the driving of the cathode common
また、実施例2のレーザダイオード駆動装置においては、図6に示すように、構成回路のトランジスタ素子をPチャンネルFETとして説明したが、PNPトランジスタを用いてもよく、同様の効果を奏する。図8に示したレーザダイオード駆動装置においては、構成回路のトランジスタ素子がNチャンネルFETで示しているが、NPNトランジスタを用いてもよく、同様の効果を奏する。 In the laser diode driving apparatus of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the transistor element of the constituent circuit has been described as a P-channel FET. However, a PNP transistor may be used, and the same effect can be obtained. In the laser diode driving apparatus shown in FIG. 8, the transistor elements of the constituent circuits are shown as N-channel FETs. However, NPN transistors may be used, and the same effect is obtained.
なお、本発明のレーザダイオード駆動装置においては、レーザダイオードの動作状態を示す信号として、実施例1において説明した可変電流源1に入力される制御信号X、および実施例2において説明したレーザダイオードの動作電圧から得られた状態信号Yの両方の信号、若しくは一方の信号を選択して、保護回路3に対する適切な制御電圧を生成するよう構成することも可能である。このように構成することにより、各種仕様に対応可能な汎用性の高いレーザダイオード駆動装置を提供することができる。
In the laser diode driving device of the present invention, the control signal X input to the variable
本発明において、レーザダイオードの動作状態を検知する動作検知手段としては、例えば、実施例1においてレーザダイオードの動作状態を間接的に示す制御信号Xが保護電圧生成回路4に可変電流制御線6を介して入力される構成や、実施例2においてレーザダイオードの動作状態を直接的に示す状態信号Yをレーザ動作電圧検出回路7で生成して、保護電圧生成回路4にレーザ動作電圧検出線8を介して入力される構成が含まれる。
In the present invention, as the operation detecting means for detecting the operating state of the laser diode, for example, in the first embodiment, the control signal X that indirectly indicates the operating state of the laser diode is supplied to the protection voltage generating circuit 4 through the variable
以上のように、上記の各実施例において説明したように、本発明においては、レーザダイオードを発光動作させない時においても、レーザダイオードを駆動する回路素子に対する絶縁破壊を防止するための耐圧を確保しつつ、レーザダイオードの微小発光を防止して、アイドリング電流を低減させることが可能である。また、本発明のレーザダイオード駆動装置は、レーザダイオードを発光動作させない時において、保護電圧生成回路にて設定される電圧により、保護回路および電流駆動回路のそれぞれの耐圧が確保されるため、微細化構造による低耐圧な半導体素子をレーザダイオード駆動装置に用いることが可能となる。 As described above, as described in the above embodiments, in the present invention, even when the laser diode is not operated to emit light, a breakdown voltage for preventing dielectric breakdown of the circuit element that drives the laser diode is secured. However, it is possible to reduce the idling current by preventing minute emission of the laser diode. In addition, the laser diode drive device of the present invention is miniaturized because the breakdown voltage of the protection circuit and the current drive circuit is secured by the voltage set by the protection voltage generation circuit when the laser diode is not operated to emit light. A low-breakdown-voltage semiconductor element having a structure can be used for a laser diode driving device.
本発明は、上記の実施例の構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく種々の変更が可能であり、それらの変更した構成も本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and various modifications based on the same technical idea are possible, and those modified configurations are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
本発明のレーザダイオード駆動装置は、微細化された低耐圧な半導体素子に対して耐圧を確保しつつ、消費電力の低減とレーザダイオードの劣化を低減させることができるなど優れた効果を有するため、情報記録再生分野、情報通信分野、事務機器分野などの広範囲な分野における製品に対して有用である。 Since the laser diode driving device of the present invention has excellent effects such as reduction of power consumption and deterioration of the laser diode while ensuring a breakdown voltage for a miniaturized low breakdown voltage semiconductor element, It is useful for products in a wide range of fields such as information recording / reproducing field, information communication field, and office equipment field.
1 可変電流源
2 電流駆動回路
3 保護回路
4 保護電圧生成回路
5 レーザダイオード
6 可変電流制御線
7 レーザ動作電圧検出回路
8 レーザ動作電圧検出線
9 電源端子
21 トランジスタ
22 トランジスタ
31 トランジスタ
41 抵抗
42 抵抗
43 可変電流回路
71 抵抗
72 抵抗
73 可変電圧回路
74 比較器
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電流駆動回路の出力を電圧固定するための電圧を出力する保護回路と、
前記レーザダイオードの動作状態を検知する動作検知手段と、
前記動作検知手段からの信号により前記保護回路に入力される制御電圧を決定し、前記制御電圧に連動する前記保護回路の出力電圧を制御するための保護電圧生成回路と、を有し、
前記保護電圧生成回路は、前記レーザダイオードが発光動作していない時に、前記保護回路への制御電圧を制御して、前記電流駆動回路に印加される電圧が前記電流駆動回路の耐圧の範囲内に設定されるよう構成されたレーザダイオード駆動装置。 A laser diode driving device for driving a laser diode by a current driving circuit,
A protection circuit for outputting a voltage for fixing the output of the current driving circuit;
An operation detecting means for detecting an operating state of the laser diode;
A control voltage generation circuit for determining a control voltage input to the protection circuit according to a signal from the operation detection unit, and controlling an output voltage of the protection circuit interlocked with the control voltage;
The protection voltage generation circuit controls a control voltage to the protection circuit when the laser diode is not emitting light, so that a voltage applied to the current drive circuit is within a withstand voltage range of the current drive circuit. A laser diode drive configured to be set.
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