JP2734415B2 - レーザダイオード駆動回路 - Google Patents

レーザダイオード駆動回路

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JP2734415B2
JP2734415B2 JP7184547A JP18454795A JP2734415B2 JP 2734415 B2 JP2734415 B2 JP 2734415B2 JP 7184547 A JP7184547 A JP 7184547A JP 18454795 A JP18454795 A JP 18454795A JP 2734415 B2 JP2734415 B2 JP 2734415B2
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laser diode
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variable capacitor
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Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル光通信
方式に用いる光送信回路に関し、特に光源としてレーザ
ダイオードを用いたレーザダイオード駆動回路に関す
る。
【0001】
【従来の技術】従来、この種のレーザダイオード駆動回
路は、図2に示されるように、ディジタル・フリップ・
フロップ3とレーザダイオード駆動用の第1および第2
のNPNトランジスタ5及び6、レベルシフト回路4、
レーザダイオード駆動用の第3のNPNトランジスタ9
から構成されている。ここで、レーザダイオード7が電
流が注入されて発振している状態から消光状態へ立下る
際の立下り時間を改善するために、レーザダイオード駆
動用に第3のNPNトランジスタ9を設け、その動作に
よりレーザダイオード7のカソード電圧を昇圧し、レー
ザダイオード7に蓄積された電荷を放電させるようにし
ている。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザダイオー
ド駆動回路、とりわけレーザダイオードと並列にトラン
ジスタを接続することによりレーザダイオードの発光状
態からの立下り時間を改善する構成では、十分な改善を
得ることができない。すなわち、並列トランジスタの動
作速度がレーザダイオード駆動用トランジスタより遅か
ったり、回路全体及びレベルシフト回路の遅延により、
レーザダイオードに接続されたレーザダイオード駆動用
トランジスタのOFFより並列トランジスタのONが遅
れた場合、完全に発光状態から消光状態への改善がなさ
れない。
【0003】本発明の目的は、レーザダイオードの立下
り時間をレベルシフト回路等の遅延による影響を受け
ず、十分改善することができるレーザダイオード駆動回
路を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザダイオー
ド駆動回路は上述の問題を解決するために、レーザダイ
オードに入力される第1の信号と第2の信号のそれぞれ
の位相を検出し、レーザダイオードへの信号入力の直前
においてもその位相差が180度反転するように帰還調
整することを特徴としている。
【0005】具体的な構成としては、レーザダイオード
と、入力信号に応じてこのレーザダイオードに互いに位
相が反転した第1の信号と第2の信号を供給して入力信
号を光信号に変換する信号供給手段を備え、さらに第1
の信号と第2の信号の位相をそれぞれ検出して位相差信
号を出力する位相検出手段と、位相差信号により第1の
信号の位相を制御して位相補正信号を出力する位相制御
手段とを備えたことを特徴としている。
【0006】ここで、特に位相制御手段は、位相差信号
に応じて電圧制御信号を送出する電圧制御回路と、電圧
制御信号により容量が変化する可変容量コンデンサとを
含んで構成されていることを特徴としている。また、位
相制御手段は、電圧制御信号により容量が変化する可変
容量コンデンサと、第1の信号が入力され互いに反転す
る位相を有する2つの位相反転信号を位相反転信号出力
手段と、2つの位相反転信号がそれぞれ入力される前記
可変容量コンデンサと該可変容量コンデンサに並列に接
続される抵抗とを含み、さらに位相差信号に応じて電圧
制御信号を可変容量コンデンサに送出する電圧制御回路
とを含んで構成することもできる。
【0007】レーザダイオード駆動回路はさらに、位相
制御手段は位相補正信号の波形を整形する波形整形手段
を含むことを特徴としている。
【0008】また、レーザダイオードを直接駆動する構
成として、信号供給手段は、第1の信号がベースから入
力され、コレクタがレーザダイオードのカソードに接続
される第1のNPNトランジスタと、コレクタがレーザ
ダイオードのアノードに接続され、エミッタが第1のN
PNトランジスタのエミッタに接続され、ベースが前記
位相検出手段の一端に接続されるとともに前記第1の信
号を受ける第2のNPNトランジスタと、レーザダイオ
ードのカソードにエミッタが接続され、アノードにコレ
クタが接続され、ベースが位相検出手段の他端に接続さ
れるとともに第2の信号を受ける第3のNPNトランジ
スタとを含んで構成されていることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のレーザダイオード駆動回
路について、図面を参照ながら詳細に説明する。図1
は、本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施例のレ
ーザダイオード駆動回路の構成を示す。
【0010】まず、最初に本発明のレーザダイオード駆
動回路の回路構成について説明する。信号入力端子1と
クロック源入力端子2がディジタル・フリップ・フロッ
プ(D−F/F)3の入力端に接続され、ディジタル・
フリップ・フロップ3の一方の出力端がレーザダイオー
ド7を駆動する第1のNPNトランジスタ5のベース
と、レベルシフト回路4の入力端にそれぞれ接続されて
いる。
【0011】ディジタル・フリップ・フロップ3の片方
の出力が位相調整部にある第4のNPNトランジスタ1
4のベースに接続され、第4のNPNトランジスタのコ
レクタには第1の抵抗器13と第3の抵抗器16が接続
されている。一方、第4のNPNトランジスタ14のエ
ミッタには第1のコンデンサ17と第2の抵抗器15が
接続されている。第1の抵抗器13の片方はVcc、第
2の抵抗器15の片方は接地されている。第1のコンデ
ンサ17の片方と、電圧制御可変容量コンデンサ(以
下、「バリキャップ」という。)18の一端と、電圧制
御回路12の第1の出力端が接続されている。また、バ
リキャップ18の他端と第3の抵抗器16の一端と、電
圧制御回路12の第2の出力と波形成形回路11の入力
が接続されている。
【0012】さらに、波形制御回路12の出力が第2の
NPNトランジスタ6のベースと、位相検出回路10の
第1の入力に接続され、第1及び第2のNPNトランジ
スタ5及び6のエミッタが電流源8に接続されている。
第2のNPNトランジスタ6のコレクタは、レーザダイ
オード7のカソードと第3のNPNトランジスタ9のエ
ミッタに接続されている。レーザダイオード7のアノー
ドと第3のNPNトランジスタ9のコレクタと、第1の
NPNトランジスタ5のコレクタとVccに接続されて
いる。第3のNPNトランジスタ9のベースはレベルシ
フト回路4の出力と位相検出回路10の第2の入力に接
続され、位相検出回路10の制御用出力信号及び制御出
力波形が電圧制御回路12に入力されるように接続され
ている。
【0013】信号源入力端子1より入力された信号は、
ディジタル・フリップ・フロップ(D−F/F)3で正
相信号と逆相信号に分けられ、電流源8で決定された電
流が注入されてレーザダイオード7は発振する。逆相信
号が”Lレベル”の場合、第2のNPNトランジスタ6
はOFFとなりレーザダイオード7は消光する。
【0014】ここで、逆相信号と正相信号は常に180
度の反転した位相関係になければならない。従来は、逆
相信号に接続された第2のNPNトランジスタ6が”O
N”から”OFF”に推移する瞬間、正相信号に接続さ
れた第3のNPNトランジスタ9は、”OFF”から”
ON”に推移する。これにより、レーザダイオード7の
カソード電圧が昇圧され、レーザダイオード7に蓄積さ
れた電荷が放電され、発振状態から消光状態への立下り
時間が改善される。
【0015】ところが、このような回路による場合、第
3のNPNトランジスタ9の動作速度が第2のNPNト
ランジスタ6より遅かったり、回路全体及びレベルシフ
ト回路4の遅延により第2のNPNトランジスタ6の推
移により第3のNPNトランジスタ9の推移が遅れた場
合に、完全に発振状態から消光状態への立下り時間を改
善できないことになる。
【0016】そこで、第2のNPNトランジスタ6のベ
ース信号と第3のNPNトランジスタ9のベース信号を
位相検出回路10で比較し、図に示されるような制御
用出力信号と制御用出力波形を電圧制御回路12へ伝達
するようにする。電圧制御回路12では、図に示され
るように、制御信号出力が”Lレベル”の場合、制御用
出力波形の状態にかかわらず第1の出力に基準電圧を出
力し、制御用出力信号が”Hレベル”の場合は、制御用
出力波形の状態により出力電圧の状態を変化させる。す
なわち、制御用出力波形の状態が進み位相の場合は低電
圧を、遅れ位相の場合は高電圧を第1の出力に出力する
ようにする。なお、第2の出力は一定レベルの出力電圧
を常に保つようにする。
【0017】電圧制御回路12からの第1の出力と第2
の出力は、位相調整部の電圧制御可変容量コンデンサ
(バリキャップ)18の両端に接続される。図に示さ
れるように、出力が低電圧の場合にはバリキャップ18
の容量成分が小さくなり、高電圧の場合には容量成分が
大きくなる。バリキャップ18の容量成分が小さい場
合、位相調整部の出力波形、すなわち図における位相
検出回路10の第1の入力波形は、バリキャップ18の
基準容量、すなわち図における第1の入力波形と第2
の入力波形が180度の位相差にある場合の位相より進
んだ位相状態となる。この結果、図における第1の入
力波形より、第2の入力波形が進んだ状態を、第1の入
力波形を進めることで第1の入力波形と第2の入力波形
の位相差を完全な180度に戻すことができる。
【0018】また逆に、バリキャップ18の容量成分が
大きい場合は、図における第1の波形より第2の波形
が遅れた状態を、第2の入力波形を遅らせることで第1
の入力波形と第2の入力波形の位相差を完全な180度
に戻すことができる。
【0019】以上のような一連の動作により、第2のN
PNトランジスタ6と第3のNPNトランジスタ9の動
作推移が素子の遅れ、回路全体及びレベルシフト回路4
の遅延に左右されず、常に180度の位相差を保って動
作し、レーザダイオード7の発振状態から消光状態への
立下り時間を大幅に改善することができる。
【0020】なお、本実施例では、光源としてレーザダ
イオードを例にして説明したが、電流変調により駆動さ
れる発光ダイオード等についても適用することができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザダ
イオード駆動回路は、位相検出回路、電圧制御回路、波
形整形回路及び電圧制御可変容量コンデンサ(バリキャ
ップ)を使用した位相調整部を付加することにより、素
子の遅れ、回路全体及びレベルシフト回路の遅延に左右
されずレーザダイオードの立下り時間を大幅に改善する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施例
を示す回路である。
【図2】本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施例
における位相検出回路における動作の波形状態を示す図
である。
【図3】本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施例
における電圧制御回路における動作の波形状態を示す図
である。
【図4】本発明のレーザダイオード駆動回路の一実施例
における位相調整部における動作の波形状態を示す図で
ある。
【図5】従来のレーザダイオード駆動回路の回路を示す
図である。
【符号の説明】
1 信号源入力端子 2 クロック源入力端子 3 ディジタル・フリップ・フロップ(D−F/F) 4 レベルシフト回路 5 第1のNPNトランジスタ 6 第2のNPNトランジスタ 7 レーザダイオード 8 電流源 9 第3のNPNトランジスタ 10 位相検出回路 11 波形整形回路 12 電圧制御回路 13 位相調整部の第1の抵抗器 14 位相調整部の第1のNPNトランジスタ 15 位相調整部の第2の抵抗器 16 位相調整部の第3の抵抗器 17 位相調整部の第1のコンデンサ 18 位相調整部の電圧制御可変容量コンデンサ(バリ
キャップ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/14 10/26 10/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオードと、 入力信号に応じて、前記レーザダイオードに互いに位相
    が反転した第1の信号と第2の信号を供給して前記入力
    信号を光信号に変換する信号供給手段と、 前記第1の信号と前記第2の信号の位相をそれぞれ検出
    し、位相差信号を出力する位相検出手段と、 前記位相差信号により、前記第1の信号の位相を制御し
    て位相補正信号を出力する位相制御手段とを備えたこと
    を特徴とするレーザダイオード駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記位相制御手段は、 前記位相差信号に応じて電圧制御信号を送出する電圧制
    御回路と、 前記電圧制御信号により容量が変化する可変容量コンデ
    ンサとを含むことを特徴とする請求項1記載のレーザダ
    イオード駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記位相制御手段は、 前記電圧制御信号により容量が変化する可変容量コンデ
    ンサと、 前記第1の信号が入力され、互いに反転する位相を有す
    る2つの位相反転信号を位相反転信号出力手段と、 前記2つの位相反転信号がそれぞれ入力される前記可変
    容量コンデンサと該可変容量コンデンサに並列に接続さ
    れる抵抗とを含む位相調整回路と、 前記位相差信号に応じて電圧制御信号を前記可変容量コ
    ンデンサに送出する電圧制御回路とを備えていることを
    特徴とする請求項1記載のレーザダイオード駆動回路。
  4. 【請求項4】 前記レーザダイオード駆動回路はさら
    に、 前記位相補正信号の波形を整形する波形整形手段を含む
    ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか
    の請求項に記載のレーザダイオード駆動回路。
  5. 【請求項5】 前記信号供給手段は、 前記第1の信号がベースから入力され、コレクタが前記
    レーザダイオードのカソードに接続される第1のNPN
    トランジスタと、 コレクタが前記レーザダイオードのアノードに接続さ
    れ、エミッタが前記第1のNPNトランジスタのエミッ
    タに接続され、ベースが前記位相検出手段の一端に接続
    されるとともに前記第1の信号を受ける第2のNPNト
    ランジスタと、 前記レーザダイオードのカソードにエミッタが接続さ
    れ、アノードにコレクタが接続され、ベースが前記位相
    検出手段の他端に接続されるとともに前記第2の信号を
    受ける第3のNPNトランジスタとを含むことを特徴と
    する請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記
    載のレーザダイオード駆動回路。
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JP5509537B2 (ja) * 2008-04-16 2014-06-04 セイコーエプソン株式会社 プロジェクタおよびその駆動方法
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