JP3755750B2 - 光ピックアップ用高周波重畳モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＶＤ、ＭＤ、ＣＤ等のような光記録媒体を用いた情報記録再生装置に備えられる光ピックアップ用の高周波重畳モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップのレーザ光源として用いられるレーザダイオードは、直流電源により駆動した場合、シングルモードで駆動される。シングルモードとは、基本的にはある特定の波長の単一の光出力が得られることを意味する。しかしながら、このシングルモードで駆動する場合、レーザダイオードの温度上昇により、発振波長の中心が一定の波長間隔で徐々に長波長側に変動する。この発振波長の変動をモードポッピングを称し、これにより発生するノイズをモードポッピングノイズと称する。ＤＶＤに用いられるレーザダイオードの場合、発振波長は６５０ｎｍで、モード間隔は０．１ｎｍであり、始動時に６５０ｎｍであったものが温度上昇により例えば６５０．１ｎｍに変動する。モードポッピングは、温度変化時によく発生するので、モードポッピングノイズといえば、温度変動時のレーザノイズとしてとらえることもある。
【０００３】
レーザダイオードから出射される光出力は、当然、縦モードの各発振波長モードの出力の総和となるので、発振波長が多数あるマルチモードより単一のシングルモードの方が、温度変動により光出力が変動しやすく、ノイズが発生しやすいといえる。
【０００４】
このような理由により、例えば特公昭５９-９０８６号公報には、レーザダイオードを駆動する直流電流に高周波電流を重畳してマルチモードで駆動することが開示されている。図４（Ａ）はこの高周波電流を重畳して駆動する高周波重畳モジュールの従来の回路構成を示すブロック図、図４（Ｂ）はその回路図である。
【０００５】
図４（Ａ）、（Ｂ）において、１はレーザダイオード、２は受光ダイオード、３はこれらを駆動するための高周波重畳モジュールである。高周波重畳モジュール３は、受光ダイオード２を駆動するための電源を供給する電源端子４と、レーザダイオード１にフィルタ６を介して直流電流を供給するための電源端子５と、レーザダイオード１に高周波電流を供給するための発振回路７と、該発振回路７の直流電源端子８と、発振した高周波が電源端子８側に戻ることを防止するフィルタ９と、発振回路７とレーザダイオード１側の回路とのインピーダンス整合をとり反射を防止するためのインピーダンス整合回路１０とを有している。
【０００６】
図４（Ｂ）に示すように、前記フィルタ６、９はそれぞれインダクタＬ３、Ｌ４からなる。また、発振回路７は、トランジスタＱ１と、コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ６と、インダクタＬ１、Ｌ２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３とからなる。インピーダンス整合回路１０は、コンデンサＣ４、Ｃ５からなる。
【０００７】
発振回路７は、ＬＣ共振現象を用いた発振回路を構成するもので、数百ＭＨｚの周波数で発振し、電源端子５からの直流電流に高周波電流を重畳してレーザダイオード１を駆動する。これにより、レーザダイオード１により発生する光出力は一定波長間隔の複数の波長においてピークが存在してそのピークの包絡線が山状をなす出力が得られる。すなわちレーザ光の縦モードがマルチ化され、前記モードポッピングノイズが防止される。
【０００８】
前記図４（Ｂ）の回路は、電源端子５に接続されてレーザダイオード１に直流を流すための電源と、電源端子８に接続される発振回路７の電源が別電源であるため、レーザダイオード１の電源をオフにしても発振回路７が連続して動作する。また、この動作を止めるには、レーザダイオード１に直流を流すための電源のスイッチ以外に、発振回路７の電源のスイッチを設け、これらのスイッチを同時にオンオフさせる必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波重畳モジュールにおいては、前記のように、直流電流で駆動するための電源端子５と、発振回路７を駆動するための電源端子８とを備えている。そして、各電源端子５、８側への高周波の伝播を防止するためのフィルタ６、９をそれぞれ備える必要があり、小型化が困難であるという問題点があった。
さらに、レーザダイオード１に直流を流すための電源のみをオンオフさせると、発振回路７は動作したままとなるのでノイズの原因となる。また、このノイズを防止するには、レーザダイオード１に直流を流すための電源と別に発振回路７用のスイッチが必要となり、光ピックアップの構成が複雑となる。
【００１０】
情報記録再生装置については小型化の要望があり、これに呼応して光ピックアップないし高周波重畳モジュールの小型化への要望が強い。しかしながら、前記理由により、従来構成によると、高周波重畳モジュールの小型化が困難である。
【００１１】
本発明は、上記要望に応じ、素子等の構成要素の点数が削減され、小型化が容易となり、しかも電源側への高周波の戻りが確実に防止され、レーザダイオード側とのインピーダンス整合も好適となる光ピックアップ用高周波重畳モジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、積層体として構成され、積層体チップ上に抵抗を搭載して構成される高周波重畳モジュールにおいて、抵抗の数を低減してその必要搭載スペースを小さくすることにより、小型化に寄与しうる構成の高周波重畳モジュールを提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、電源側への高周波の戻りを防止するためのローパスフィルタのインダクタと発振回路のインダクタとの間の電磁結合を有効に抑制して積層方向の厚みを小さくすることを可能にしうる構成の高周波重畳モジュールを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の光ピックアップ用高周波重畳モジュールは、光ピックアップ用レーザダイオードに、直流電流に重畳して、発振回路により発生させた高周波電流を重畳して流す光ピックアップ用高周波重畳モジュールであって、
前記発振回路の電源として、前記直流電流をレーザダイオードに供給する電源と共通の電源を用い、
前記共通の電源の端子と前記発振回路との間にＬＣローパスフィルタを設け、
前記発振回路と前記レーザダイオードとの間にインピーダンス整合回路を設け、
前記ＬＣローパスフィルタと前記インピーダンス整合回路の少なくとも一部を構成すると共に、発振回路の発振動作安定化のためのバイパスコンデンサを１つのコンデンサで共用した
ことを特徴とする。
【００１５】
このような高周波重畳モジュールにおいては、共通の電源端子からレーザダイオードに直流電流が供給されると共に、発振回路にも電源が供給され、発振回路により発生した高周波電流が直流に重畳されてレーザダイオードに供給される。また、電源端子が共通となるので、レーザダイオードの電源がオフの時、発振回路の電源もオフとなり、ノイズを発生させない。
【００１６】
ＬＣローパスフィルタと前記インピーダンス整合回路の各一部を構成すると共に、発振回路の発振動作安定化のためのバイパスコンデンサを１つのコンデンサで共用したので、高周波の戻り防止、インピーダンス整合、発振動作の安定化がそれぞれ図れると共に、コンデンサの共用により素子数が削減できる。
【００１７】
請求項２の高周波重畳モジュールは、請求項１において、
前記電源端子と前記レーザダイオードとの間を接続する主回路とグランドとの間に、発振用素子として、前記主回路にコレクタを接続して設けたトランジスタを有し、
前記トランジスタのベースと前記主回路との間を、ベース電流を設定する抵抗を介して接続した
ことを特徴とする。
【００１８】
このように、トランジスタに流す電流を抵抗により設定する構成を採用すれば、電源電圧を２つの抵抗により分圧してその分圧した電圧をトランジスタのベースに印加する構成に比較し、抵抗の数を削減できる。
【００１９】
請求項３の高周波重畳モジュールは、請求項１または２において、
前記高周波重畳モジュールはインダクタ導体あるいはコンデンサ電極と絶縁体との積層体でなり、
前記ＬＣローパスフィルタを構成するインダクタ導体と、前記発振回路を構成するインダクタ導体との間に、グランド電極が介在する構成を有する
ことを特徴とする。
【００２０】
このように、ローパスフィルタ側インダクタと発振回路のインダクタとの間にグランド電極を介在させることにより、両インダクタ間の電磁結合が防止され、これにより、両インダクタ間の近接配置が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による光ピックアップ用高周波重畳モジュールの一実施の形態を示す回路図である。図１において、１は光ピックアップ用レーザダイオード、他の部分が高周波重畳モジュールである。１１はレーザダイオード１への直流電流供給と発振回路１３への電源供給を兼ねた電源端子、１２は高周波重畳モジュールのレーザダイオード１への出力端子、１４は発振回路１３により発生する高周波の電源側への戻りを防止するＬＣローパスフィルタ、１５は発振回路１３の出力インピーダンスをレーザダイオード１に対して整合させるインピーダンス整合回路、１６はグランド端子である。
【００２２】
前記発振回路１３は、前記フィルタ１４とインピーダンス整合回路１５との間の主回路１７にコネクタが接続された発振用トランジスタＱ１と、該トランジスタＱ１のエミッタとグランド端子１６との間に設けられた発振用コンデンサＣ３と、前記トランジスタＱ１のベースと前記主回路１７との間に挿入されてベース電流を設定する抵抗Ｒ４と、前記トランジスタＱ１のベース、エミッタ間に挿入されてトランジスタＱ１の素子の容量値のばらつきを無くす作用も有する発振用コンデンサＣ２と、前記トランジスタＱ１のベースとグランド端子１６との間に挿入された発振用インダクタＬ１と発振兼直流カット用コンデンサＣ１と、前記コンデンサＣ３に並列に接続された出力調整用抵抗Ｒ５とからなる。
【００２３】
なお、図１の抵抗Ｒ４は、図４（Ｂ）に示した分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値（２ｋΩ程度）と異なり、１０ｋΩ程度に設定した。また、前記出力調整用抵抗Ｒ５は２００Ω程度に設定した。
【００２４】
前記ローパスフィルタ１４は、インダクタＬ５と、電源端子１１とグランド端子１６との間に挿入されたコンデンサＣ７とからなる。前記インピーダンス整合回路１５はインダクタＬ６からなる。
【００２５】
Ｃ８は前記主回路１７とグランド端子１６との間に設けられたコンデンサである。該コンデンサＣ８は、ＬＣローパスフィルタ１４と前記インピーダンス整合回路１５の各一部を構成すると共に、発振回路１３の発振動作安定化のためのバイパスコンデンサとして共用されるものである。
【００２６】
このように、電源端子１１をレーザダイオード１への直流電流供給と発振回路１３への電源供給に兼用することにより、発振回路専用の電源が不要となる。このため、従来必要とされた前記電源端子８や発振回路専用電源と発振回路との間のフィルタ９およびフィルタ配置のための配線が削減でき、構成が簡単となり、小型化が達成できる。
【００２７】
また、電源端子１１が共通となるので、レーザダイオード１の電源がオフの時、発振回路１３の電源もオフとなり、ノイズを発生させない。
【００２８】
また、コンデンサＣ８がＬＣローパスフィルタ１４と前記インピーダンス整合回路１５の各一部を構成すると共に、発振回路１３の発振動作安定化のために共用されるように設けたので、高周波の戻り防止、インピーダンス整合、発振動作の安定化がそれぞれ図れると共に、コンデンサの共用により素子数が削減できる。
【００２９】
また、トランジスタＱ１のベースと前記主回路１７との間を、ベース電流を設定する抵抗Ｒ４を介して接続し、トランジスタＱ１に流す電流を抵抗により設定する構成としたので、図４（Ｂ）に示したように、電源電圧を２つの抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧してその分圧した電圧をトランジスタＧ１のベースに印加する構成に比較し、抵抗の数を削減できる。
【００３０】
図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例による場合の積層体１８を示す平面図および側面図である。図２（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明による積層体１９の一実施の形態を示す平面図および側面図である。積層体１８、１９は、インダクタ導およびコンデンサ電極と誘電体または磁性体からなる絶縁体（セラミックまたは樹脂または樹脂と磁性体粉末または誘電体粉末との混合物さらにはこれらのガラスクロスとの混合物）との積層構造により構成されるものである。
【００３１】
従来例の場合、抵抗Ｒ１〜Ｒ３が搭載スペースを必要とすることから、積層体チップ１８の表面に広い搭載面積を必要とし、長さａ１＝４．５ｍｍ、幅ｂ１＝３．２を要し、高さｈ１＝２．０ｍｍとなったが、本発明による場合、２個の抵抗Ｒ４、Ｒ５を搭載すればよいため、長さａ２＝２．５ｍｍ、幅ｂ２＝３．２、高さｈ２＝１．９ｍｍと小型化することが可能となった。
【００３２】
図３は本発明を実施する場合における積層体１９の積層構造を示す図であり、図１の回路図において、インダクタＬ６を省いた構成のものについて示している。図３において、（Ａ）が最上層、（Ｔ）が実装面となる最下層である。積層構造は、（Ｔ）の上に（Ｓ）、（Ｓ）の上に（Ｒ）?というアルファベットの順序で（Ａ）の層まで積層されるものである。
【００３３】
図中、黒丸●はスルーホールを示し、白丸○はスルーホールの接続個所を示す。また、２１〜３９はセラミックまたは樹脂もしくは樹脂と機能粉末とからなる絶縁体層である。図３（Ａ）において、４０は前記トランジスタＱ１や抵抗Ｒ４、Ｒ５を搭載するパッドである。図３（Ｂ）は配線用導体４１を形成した層である。
【００３４】
図３（Ｃ）〜（Ｆ）は前記ＬＣローパスフィルタ用インダクタＬ５を構成する導体４２〜４５を形成した層である。
【００３５】
図３（Ｇ）〜（Ｋ）はコンデンサ電極４６〜４８、５０およびグランド電極４９をそれぞれ形成した層である。コンデンサ電極４６と４７との間で前記コンデンサＣ１を構成する。コンデンサ電極４７と４８との間で前記コンデンサＣ２を構成する。コンデンサ電極４８とグランド電極４９との間で前記コンデンサＣ３を構成する。グランド電極４９とコンデンサ電極５０との間で前記コンデンサＣ８を構成する。
【００３６】
図３（Ｌ）〜（Ｑ）は前記発振回路１３のインダクタＬ１を構成する導体５１〜５６を形成した層である。
【００３７】
図３（Ｒ）、（Ｓ）はそれぞれコンデンサ電極５７、グランド電極５８を形成した層であり、これらの電極５７、５８間で前記コンデンサＣ７を構成する。図３（Ｔ）に示す最下層には積層体の方向を指示するマーク５９が形成される。
【００３８】
これらの層はスクリーン印刷法あるいはシート積層法もしくは樹脂製プリプレグを用いた積層工程により積層、切断され、セラミックを用いる場合には焼成され製造される。
【００３９】
このような積層構造では、発振回路１３のインダクタＬ１とローパスフィルタ１４のインダクタＬ５との電磁結合がグランド電極４９を両者間に介在させることによって抑制され、これにより、両インダクタ間の近接配置が可能となり、小型化が図れる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１によれば、高周波重畳モジュールにおいては、共通の電源端子からレーザダイオードに直流電流が供給されると共に、発振回路にも電源が供給される構成を有すると共に、１つのコンデンサを、ＬＣローパスフィルタとインピーダンス整合回路の各一部を構成すると共に、発振回路の発振動作安定化のためのバイパスコンデンサとして共用したので、素子等の構成要素の点数が削減され、小型化が達成される。また、電源端子が共通となるので、レーザダイオードの電源がオフの時、発振回路の電源もオフとなり、ノイズを発生させない。
【００４１】
請求項２によれば、トランジスタに流す電流を抵抗により設定する構成を採用すれば、電源電圧を２つの抵抗により分圧してその分圧した電圧をトランジスタのベースに印加する構成に比較し、抵抗の数を削減でき、さらなる小型化が図れる。
【００４２】
請求項３によれば、ローパスフィルタ側インダクタと発振回路のインダクタとの間にグランド電極を介在させたので、両インダクタ間の電磁結合が防止され、両インダクタ間の近接配置が可能となり、さらなる小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高周波重畳モジュールの一実施の形態を示す回路図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の高周波重畳モジュールを示す平面図および側面図、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の高周波重畳モジュールの一実施の形態を示す平面図および側面図である。
【図３】本発明による高周波重畳モジュールの一実施の形態の層構造図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の高周波重畳モジュールのブロック図および回路図である。
【符号の説明】
１：レーザダイオード、１１：共通電源端子、１２：出力端子、１３：発振回路、１４：ＬＣローパスフィルタ、１５：インピーダンス整合回路、１６：グランド端子、１７：主回路、１８、１９：積層体、２１〜３９：絶縁体層、４０：パッド、４１：配線用導体、４２〜４５、５１〜５６：インダクタ導体、４６〜４８、５０、５７：コンデンサ電極、４９、５８：グランド電極、５９：方向表示用マーク

Claims (3)

1. 光ピックアップ用レーザダイオードに、発振回路により発生させた高周波電流を直流電流に重畳して流す光ピックアップ用高周波重畳モジュールであって、
   前記発振回路の電源として、前記直流電流をレーザダイオードに供給する電源と共通の電源を用い、
   前記共通の電源の端子と前記発振回路との間にＬＣローパスフィルタを設け、
   前記発振回路と前記レーザダイオードとの間にインピーダンス整合回路を設け、
   前記ＬＣローパスフィルタと前記インピーダンス整合回路の少なくとも一部を構成すると共に、発振回路の発振動作安定化のためのバイパスコンデンサを１つのコンデンサで共用した
   ことを特徴とする光ピックアップ用高周波重畳モジュール。
2. 請求項１の高周波重畳モジュールにおいて、
   前記電源端子と前記レーザダイオードとの間を接続する主回路とグランドとの間に、発振用素子として、前記主回路にコレクタを接続して設けたトランジスタを有し、
   前記トランジスタのベースと前記主回路との間を、ベース電流を設定する抵抗を介して接続した
   ことを特徴とする光ピックアップ用高周波重畳モジュール。
3. 請求項１または２の高周波重畳モジュールにおいて、
   前記高周波重畳モジュールはインダクタ導体あるいはコンデンサ電極と絶縁体との積層体でなり、
   前記ＬＣローパスフィルタを構成するインダクタ導体と、前記発振回路を構成するインダクタ導体との間に、グランド電極が介在する構成を有する
   ことを特徴とする光ピックアップ用高周波重畳モジュール。

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