JPH10163558A

JPH10163558A - 半導体レーザ駆動装置

Info

Publication number: JPH10163558A
Application number: JP8319612A
Authority: JP
Inventors: Kunio Ikuta; 国男生田
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波変調信号が入力された場合において
も、常に正確な駆動電流およびバイアス電流の補正が行
え、一定のＬＤ発光量を維持することのできる半導体レ
ーザ駆動装置を提供することである。【解決手段】入力変調信号は、整合部１０２に入力さ
れ、電流電圧変換部１５の出力と相対的比較ができるレ
ベルに整合化される。そして、ＬＰＦ１０３ｂで平均化
される。また、電流電圧変換部１５の出力もＬＰＦ１０
３ａで平均化される。この双方の平均値（即ち、全体と
しての明暗度）を比較し、その比較結果に応じた値をフ
ィードバックし、ＬＤ１３のバイアス電流および駆動電
流を制御する。これにより、ピーク検出回路を用いるこ
となく、また、入力される周波数に影響されることな
く、常に正確なバイアス電流および駆動電流を維持する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ駆動
装置に関し、より特定的には、光ディスク，レーザ露光
等の半導体レーザを使用する機器において、高速な変調
信号に応答して半導体レーザを駆動する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体レーザ（以下、ＬＤと
略す）駆動装置においてＬＤを高速に変調するために
は、発光指示状態の時だけでなく消光指示状態の時にお
いても、受光側が消光指示状態であると認識できるレベ
ル以下で、ＬＤにバイアス電流をわずかに流し、発光さ
せておく必要があった。

【０００３】しかし、ＬＤは温度変化により、駆動電流
と光出力の関係において、次のような特性変動が生じ
る。すなわち、一定値の電流ＩをＬＤに流す場合、温度
Ｔ１および温度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）において、ＬＤの光
出力は、図３に示すように、温度Ｔ１時は高く（Ｐ
Ｈ）、温度Ｔ２時は低く（ＰＬ）なる。従って、バイア
ス電流値が固定の場合、その設定値により、ＬＤが消光
指示状態から発光指示状態へ変移する場合が起こり得る
（図３中、電流Ｉの場合）。

【０００４】そこで、従来は、ＬＤの発光量の最大値お
よび最小値を検出し、その検出値をフィードバックし
て、ＬＤのバイアス電流あるいは駆動電流の制御を行う
ことで、上記の温度による特性変動の影響を回避してい
た。

【０００５】図４は、従来の一般的なＬＤ駆動装置の構
成を示す回路図である。図４において、従来のＬＤ駆動
装置は、変調信号駆動部１１と、直流駆動部１２と、Ｌ
Ｄ１３と、フォトダイオード（以下、ＰＤと略す）１４
と、電流電圧変換部１５と、最小値検出部１６ａと、最
大値検出部１６ｂと、比較器１７ａと、比較器１７ｂ
と、変調信号入力端子１８とを備えている。

【０００６】ＬＤ１３のアノードには、電源電圧Ｖｃｃ
が印加される。変調信号駆動部１１は、差動接続された
１対のトランジスタ１１ａおよび１１ｂと、電流調整用
のトランジスタ１１ｃと、インバータ１１ｄと、抵抗１
１ｅとを含む。トランジスタ１１ａのコレクタは、ＬＤ
１３のカソードに接続される。トランジスタ１１ｂのコ
レクタには、電源電圧Ｖｃｃが印加される。トランジス
タ１１ａおよび１１ｂの各エミッタは、共通接続され、
トランジスタ１１ｃのコレクタに接続される。トランジ
スタ１１ｃのエミッタは、抵抗１１ｅを介して接地に接
続される。トランジスタ１１ａのベースには、変調信号
入力端子１８から入力された変調信号（パルス状の２値
信号）が与えられる。トランジスタ１１ｂのベースに
は、変調信号入力端子１８から入力された変調信号が、
インバータ１１ｄで反転された後に与えられる。

【０００７】差動接続された１対のトランジスタ１１ａ
および１１ｂは、上記変調信号に応答して、相補的なス
イッチング動作を行う。すなわち、変調信号がＬＤ発光
指示レベル（本従来例では、ハイレベル）のときは、ト
ランジスタ１１ａがオン状態となり、トランジスタ１１
ｂがオフ状態となる。これによって、ＬＤ１３には、駆
動電流Ｉｍが流れる。一方、変調信号がＬＤ消光指示レ
ベル（本従来例では、ローレベル）のときは、トランジ
スタ１１ａがオフ状態となり、トランジスタ１１ｂがオ
ン状態となる。これによって、電流バイパス経路が形成
され、ＬＤ１３には駆動電流Ｉｍが流れない。

【０００８】ＰＤ１４は、ＬＤ１３と光結合されてお
り、ＬＤ１３の出射光量を検出して、電流信号に変換す
る。電流電圧変換部１５は、オペアンプ１５ａと、帰還
抵抗１５ｂとを含み、ＰＤ１４から出力される電流信号
を、電圧信号に変換する。最小値検出回路１６ａおよび
最大値検出回路１６ｂは、それぞれ、電流電圧変換部１
５の出力の最小値および最大値を検出する。比較器１７
ａは、最小値検出回路１６ａの出力信号と、基準電圧Ｒ
ＥＦ１とを比較する。比較器１７ｂは、最大値検出回路
１６ｂの出力信号と、基準電圧ＲＥＦ２とを比較する。
直流駆動部１２は、トランジスタ１２ａおよび抵抗１２
ｂを含む。トランジスタ１２ａのコレクタは、ＬＤ１３
のカソードに接続される。トランジスタ１２ａのエミッ
タは、抵抗１２ｂを介して接地に接続される。トランジ
スタ１２ａのベースには、比較器１７ａの出力が与えら
れる。すなわち、トランジスタ１２ａは、比較器１７ａ
の出力に応答して動作し、ＬＤ１３にバイアス電流Ｉｂ
を供給する。比較器１７ｂの出力は、トランジスタ１１
ｃのベースに与えられる。

【０００９】次に、図４に示す従来の半導体レーザ駆動
装置の動作を説明する。変調信号がＬＤ発光指示レベル
（ハイレベル）のときは、ＬＤ１３には、駆動電流Ｉｍ
およびバイアス電流Ｉｂが流れる。一方、変調信号がＬ
Ｄ消光指示レベル（ローレベル）のときは、ＬＤ１３に
は、バイアス電流Ｉｂのみが流れる。ＰＤ１４は、ＬＤ
発光指示状態時およびＬＤ消光指示状態時におけるＬＤ
１３の発光量を、電流信号として検出する。この電流信
号は、電流電圧変換部１５で電圧信号に変換された後、
最小値検出部１６ａおよび最大値検出部１６ｂに入力さ
れる。

【００１０】最小値検出部１６ａは、電圧信号に変換さ
れたＰＤ１４の検出値の最小値を検出し保持する。比較
器１７ａは、この最小値を基準電圧ＲＥＦ１と比較し、
最小値が基準電圧ＲＥＦ１よりも大きければ、バイアス
電流が少なくなるように直流駆動部１２を制御し、逆に
小さければ、バイアス電流が大きくなるように直流駆動
部１２を制御する。これにより、ＬＤ消光指示状態時の
発光量が一定に保たれる。

【００１１】また、最大値検出部１６ｂは、電圧信号に
変換されたＰＤ１４の検出値の最大値を検出し保持す
る。比較器１７ｂは、この最大値を基準電圧ＲＥＦ２と
比較し、最大値が基準電圧ＲＥＦ２よりも大きければ、
駆動電流が少なくなるように変調信号駆動部１１を制御
し、逆に小さければ、駆動電流が大きくなるように変調
信号駆動部１１を制御する。これにより、ＬＤ発光指示
状態時の発光量が一定に保たれる。

【００１２】上記のように、ＰＤ１４と、電流電圧変換
部１５と、最小値検出部１６ａと、比較器１７ａとで構
成される第１のフィードバックループによってＬＤ１３
のバイアス電流が制御され、ＰＤ１４と、電流電圧変換
部１５と、最大値検出部１６ｂと、比較器１７ｂとで構
成される第２のフィードバックループによってＬＤ１３
の駆動電流が制御される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の最小
値検出部１６ａおよび最大値検出部１６ｂは、コンデン
サと抵抗とで構成されたサンプルホールド回路を内蔵し
たピーク検出回路が使用されていた。そのため、従来の
ピーク検出回路は、サンプルホールド回路における最適
なＣＲ時定数（コンデンサと抵抗で定まる時間定数）の
設定が容易ではないという問題点があった。

【００１４】また、上記従来装置には、構成上、各フィ
ードバックループの応答動作速度に限界がある。すなわ
ち、上記従来装置では、ＰＤ１４がＬＤ１３からの出射
光を受光してから電流電圧変換部１５に出力するまでに
かかる時間分、また、最小値検出部１６ａおよび最大値
検出部１６ｂが電流電圧変換部１５の出力を受け取って
から制御信号を出力するまでにかかる時間（それぞれの
サンプルホールド回路におけるＣＲ時定数により定まる
時間）分が、各フィードバックループの応答動作の遅延
時間となる。

【００１５】従って、入力される変調信号が、各フィー
ドバックループが追従できないような高周波の場合に
は、正確なフィードバック制御ができなくなり、不適正
なバイアス電流および駆動電流がＬＤ１３に供給されて
しまうという問題があった。より具体的に説明すると、
変調信号のレベル変化タイミングと、各フィードバック
ループによる電流制御タイミングとがずれてしまうこと
があった。

【００１６】それ故に、本発明の目的は、高周波変調信
号が入力された場合においても、常に正確な駆動電流お
よびバイアス電流の補正が行え、一定のＬＤ発光量を維
持することのできる半導体レーザ駆動装置を提供するこ
とである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、半導体レーザに向けてバイアス電流を発生させ
るバイアス電流発生手段と、入力される変調信号に応答
して当該半導体レーザを駆動させる駆動電流を発生させ
る駆動電流発生手段とを含み、当該変調信号に対応する
変調光を発生させる半導体レーザ駆動装置であって、半
導体レーザの発光量を検出してフィードバックすること
により、バイアス電流および駆動電流を制御するフィー
ドバック制御手段を備え、フィーバック制御手段は、半
導体レーザの発光量を検出する光量検出手段と、光量検
出手段の出力信号および変調信号のいずれか一方の信号
を平均化する平均化手段と、光量検出手段の出力信号お
よび変調信号のいずれか他方の信号を平均化すると共
に、いずれか一方の信号に対してそのレベルおよび振幅
を整合化させる平均化・整合手段と、平均化手段の出力
と平均化・整合手段の出力とを相対的に比較する比較手
段と、比較手段の比較結果に基づいて、バイアス電流お
よび駆動電流を制御する電流制御手段とを含んでいる。

【００１８】上記のように、第１の発明では、光量検出
手段の出力信号および変調信号のそれぞれの平均値を比
較し、当該比較の結果を全体の「明暗度」の変化として
フィードバックすることにより、１つのフィードバック
ループでバイアス電流および駆動電流の両方が制御でき
るようにしている。そのため、従来装置のように、変調
信号のレベル変化に即応したピーク値検出や、２つのフ
ィードバックループによる電流制御が不要となる。その
結果、変調信号の周波数に影響されず、また２つのフィ
ードバックループの応答動作時間に影響されることな
く、正確に駆動電流およびバイアス電流を制御すること
ができ、常に一定のＬＤ発光量を維持することができ
る。

【００１９】第２の発明は、第１の発明において、電流
制御手段には、半導体レーザの温度変化に対するバイア
ス電流および駆動電流の補正量が予め設定されており、
当該補正量に基づいてバイアス電流および駆動電流の補
正を行うことを特徴とする。

【００２０】上記のように、第２の発明では、電流制御
手段は、予め設定された補正量に基づいてバイアス電流
および駆動電流の補正を行うようにしているので、比較
手段の比較結果から補正量を演算することなく補正が行
え、その結果、バイアス電流および駆動電流を迅速に適
正値に導くことができる。

【００２１】第３の発明は、第２の発明において、電流
制御手段は、半導体レーザの温度変化に対するバイアス
電流および駆動電流の補正量を格納するデータ格納部を
含み、データ格納部に格納されている補正量を書き換え
るためのデータ書き換え手段をさらに備えている。

【００２２】上記のように、第３の発明では、データ格
納部に格納されている補正量を、半導体レーザの経時変
化に合わせて、随時適切な値に書き換えていくことがで
きる。

【００２３】第４の発明は、第３の発明において、デー
タ書き換え手段は、半導体レーザの２以上の異なった接
合部温度におけるバイアス電流および変調電流の挙動を
測定し、当該測定結果に基づいて補正量を作成し、当該
作成した補正量によってデータ格納部の格納データを書
き換えることを特徴とする。

【００２４】上記のように、第４の発明では、データ格
納部の格納データを半導体レーザの経時変化に合わせて
随時書き換える書換える場合において、補正量の作成お
よび書き換えを自動的に行うことができる。

【００２５】第５の発明は、第３または第４の発明にお
いて、比較手段は、平均化手段の出力と平均化・整合手
段の出力との大小関係を比較し、電流制御手段は、比較
手段の比較結果に応答して、入力クロック信号をアップ
カウントまたはダウンカウントするアップダウンカウン
タをさらに含み、データ格納部は、アップダウンカウン
タの計数値をアドレスデータとして入力することによ
り、対応する補正量を読み出して出力することを特徴と
する。

【００２６】上記のように、第５の発明では、比較手段
の比較結果に応答して入力クロック信号をアップ／ダウ
ンカウントするアップダウンカウンタの計数値を、デー
タ格納部のアドレスデータとして用いるようにしている
ので、フィードバックループの応答速度を、入力クロッ
ク信号により規定することが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
るＬＤ駆動装置の構成を示したブロック図である。図１
において、本実施形態のＬＤ駆動装置は、変調信号駆動
部１１と、直流駆動部１２と、ＬＤ１３と、ＰＤ１４
と、電流電圧変換部１５と、変調信号入力端子１８と、
入力切換部１０１と、整合部１０２と、ローパスフィル
タ（以下、ＬＰＦと略す）１０３ａ，１０３ｂと、比較
部１０４と、アップダウンカウンタ１０５と、発振器１
０６と、データ格納部（以下、ＬＵＴと略す）１０７
と、Ｄ／Ａ変換部１０８ａ，１０８ｂと、中央演算装置
（以下、ＣＰＵと略す）１０９とを備えている。なお、
本実施形態において、図４の従来装置と同様の部分に
は、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略す
る。

【００２８】以上の構成を有する実施形態につき、以下
に、まずＬＤ１３を駆動する場合の動作を説明する。Ｌ
Ｄ１３を駆動する場合、入力切換部１０１は、変調信号
入力端子１７側、すなわち端子Ａ側に切り換えられてい
る。従って、変調信号入力端子１７から入力された変調
信号は、入力切換部１０１を介して、変調信号駆動部１
１に与えられると共に、整合部１０２に与えられる。変
調信号駆動部１１は、入力された変調信号がＬＤ発光指
示レベル（本実施形態ではハイレベル）のときに、ＬＤ
１３に駆動電流Ｉｍを流す。逆に、変調信号がＬＤ消光
指示レベル（本実施形態ではローレベル）のときは、直
流駆動部１２がＬＤ１３にバイアス電流Ｉｂを流す。Ｌ
Ｄ１３の出射光量は、ＰＤ１４で検出され、後段の電流
電圧変換部１５で電圧信号に変換される。

【００２９】整合部１０２は、電流電圧変換部１５の出
力と相対的な比較ができるように、入力された変調信号
に対して整合処理を施す。ここで、整合処理は、レベル
変換処理と振幅変換処理とを含む。レベル変換処理と
は、変調信号のローレベルを電流電圧変換部１５の出力
の基準ローレベル（ＲＥＦ１）に合わせることを言い、
振幅変換処理とは、入力変調信号のハイレベルを電流電
圧変換部１５の出力の基準ハイレベル（ＲＥＦ２）に合
わせることを言う。その後、ＬＰＦ１０３ｂで、整合部
１０２の出力が平均化される。また、電流電圧変換部１
５の出力も、ＬＰＦ１０３ａで平均化される。

【００３０】なお、整合部１０２の整合処理を、変調信
号に対してではなく、電流電圧変換部１５の出力に対し
て施した場合でも、上記と同様に相対的な比較が可能で
ある。また、整合部１０２とＬＰＦ１０３ｂの処理順を
前後させ、変調信号をＬＰＦ１０３ｂで平均化した後、
整合部１０２で整合処理した場合でも、同様に相対的な
比較が可能である。

【００３１】ＬＰＦ１０３ａおよび１０３ｂによって平
均化された２つの信号は、比較部１０４に入力される。
比較部１０４は、入力された２つの信号のレベルの大小
関係を直接比較する。比較の結果、比較部１０４は、Ｌ
ＰＦ１０３ａの出力レベルがＬＰＦ１０３ｂの出力レベ
ル以上の場合、ローレベルの信号を出力し、ＬＰＦ１０
３ａの出力レベルがＬＰＦ１０３ｂの出力レベルよりも
小さい場合、ハイレベルの信号を出力する。アップダウ
ンカウンタ１０５は、比較部１０４の出力がローレベル
のときダウンカウントモードになり、ハイレベルのとき
アップカウントモードになる。すなわち、ＬＰＦ１０３
ａの出力レベルがＬＰＦ１０３ｂの出力レベル以上の場
合、アップダウンカウンタ１０５は、発振器１０６から
出力されるクロック信号をアップカウントする。また、
ＬＰＦ１０３ａの出力レベルがＬＰＦ１０３ｂの出力レ
ベルよりも小さい場合、アップダウンカウンタ１０５
は、発振器１０６から出力されるクロック信号をダウン
カウントする。なお、発振器１０６の発振周波数は、本
実施形態では、フィードバックループの応答動作時間以
上の低周波数に設定する必要がある。

【００３２】ＬＵＴ１０７には、予め補正量が格納され
ている。ＬＵＴ１０７は、アップダウンカウンタ１０５
の出力をアドレスとして受け、格納データの中から、当
該アドレスに対応する駆動電流用の制御データおよびバ
イアス電流用の制御データを読み出す。これらの制御デ
ータは、本実施形態ではデジタル信号であるので、Ｄ／
Ａ変換部１０８ａ，１０８ｂにより、それぞれアナログ
信号に変換される。そして、Ｄ／Ａ変換部１０８ａから
のアナログ信号によって直流駆動部１２が制御され、Ｄ
／Ａ変換部１０８ｂからのアナログ信号によって変調信
号駆動部１１が制御される。

【００３３】以上のように、本実施形態では、変調信号
およびＬＤ１３の発光量（実際には、電流電圧変換部１
５の出力値）をそれぞれ平均化している。すなわち、そ
れぞれの信号全体としての「明暗度」として認識させ
る。そして、変調信号の「明暗度」と、ＬＤ１３の発光
量の「明暗度」とを直接比較することで、ＬＤ１３が入
力変調信号に対して、所望の発光を行っているかを判断
できる。従って、この判断結果に基づいて、駆動電流お
よびバイアス電流を補正することで、一定のＬＤ発光量
を維持することができる。

【００３４】上記のように、本実施形態のＬＤ駆動装置
では、平均値を用いてＬＤ１３の明暗度の大小を判断し
ているため、従来装置のように、変調信号の最大値およ
び最小値を求める必要がない。また、入力に即応したフ
ィードバック構成が必要でなくなるため、その応答動作
に影響されなくなる。従って、従来装置の課題を全て解
消し得るＬＤ駆動装置を実現することができる。なお、
本ＬＤ駆動装置を起動させるに際して、初めにアップダ
ウンカウンタの値を“０”にクリアしておけば、ＬＤ１
３に過大な電流が流れることを防止できる。

【００３５】次に、上記実施形態におけるＬＵＴ１０７
の格納データの書き換え方法の一例を以下に示す。この
方法は、半導体レーザの出力特性がその温度に応じて変
動するという性質を考慮に入れたものである。すなわ
ち、バイアス電流制御データ（Ｄ／Ａ変換部１０８ａに
与えられるデジタル信号値）および駆動電流制御データ
（Ｄ／Ａ変換部１０８ｂに与えられるデジタル信号値）
は、半導体レーザの温度範囲に対応する範囲で設定され
る。詳細な作業手順は、下記の通りである。

【００３６】まず、ＣＰＵ１０９は、アップダウンカウ
ンタ１０５およびＬＵＴ１０７の各／Ｅ入力（ディスイ
ネーブル入力）のレベルを活性化し、これらアップダウ
ンカウンタ１０５およびＬＵＴ１０７を動作停止状態に
する。このとき、入力切換部１０１は、ＣＰＵ１０９
側、すなわち端子Ｂ側に切り換えられている。従って、
入力切換部１０１を介して、ＣＰＵ１０９からの制御信
号が入力可能となっている。

【００３７】次に、ＣＰＵ１０９は、入力切換部１０１
の端子Ｂに、変調信号のＬＤ消光指示レベルと同一レベ
ル（ローレベル）の制御信号を入力する。これによっ
て、ＬＰＦ１０３ｂは、基準ローレベルＲＥＦ１を出力
する。また、ＣＰＵ１０９は、Ｄ／Ａ変換部１０８ａお
よび１０８ｂに、制御データ“０”を与える。これによ
って、トランジスタ１１ａ，１２ａおよび１１ｃは、い
ずれも非導通状態になり、応じて、ＬＤ１３は、無電流
状態すなわち完全消光状態になる。このとき、ＰＤ１４
によって検出されるＬＤ１３の発光量は０であり、その
ため、ＬＰＦ１０３ａの出力レベルの方がＬＰＦ１０３
ｂの出力レベル（基準ローレベルＲＥＦ１）よりも低く
なっている。従って、比較部１０４の出力は、ハイレベ
ルになっている。

【００３８】上記の状態でＬＤ１３が十分に冷却するの
を待った後、ＣＰＵ１０９は、Ｄ／Ａ変換部１０８ａに
与える制御データ（以下、バイアス電流制御データとい
う）の値を単調に増加させる。応じて、トランジスタ１
２ａの導通度が徐々に増し、ＬＤ１３に流れるバイアス
電流が増加する。応じて、ＬＤ１３の発光量が増加す
る。それに応じてＰＤ１４、電流電圧変換部１５および
ＬＰＦ１０３ａの出力がそれぞれ増大する。ＬＰＦ１０
３ａの出力が、ＬＰＦ１０３ｂのこの時の出力（基準ロ
ーレベルＲＥＦ１）を上回る程度まで増加すると、比較
部１０４の出力が、ハイレベルからローレベルに反転す
る。ＣＰＵ１０９は、比較部１０４の出力の上記反転に
応答して、そのときのバイアス電流制御データを固定す
ると共に、そのデータをＢ１（すなわち、低温時におけ
るＬＤ１３に対するバイアス電流制御データ）として記
憶する。

【００３９】次に、ＣＰＵ１０９は、入力切換部１０１
の端子Ｂに与える制御信号のレベルを、変調信号のＬＤ
発光指示レベルと同一レベル（ハイレベル）に切り換え
る。これによって、ＬＰＦ１０３ｂの出力が、基準ロー
レベルＲＥＦ１から基準ハイレベルＲＥＦ２まで増加す
る。一方、ＬＰＦ１０３ａの出力は、ＬＤ１３が消光状
態のときのレベルでしかないため、従前にハイレベルか
らローレベルに反転した比較部１０４の出力は、再びハ
イレベルに戻る。なお、ＣＰＵ１０９の上記切り換え制
御によって、トランジスタ１１ａが導通状態になる。し
かし、この時、ＣＰＵ１０９がＤ／Ａ変換部１０８ｂに
与える制御データ（以下、駆動電流制御データという）
の値は“０”であるので、トランジスタ１１ｃは導通し
ておらず、ＬＤ１３には駆動電流は流れていない。従っ
て、ＬＤ１３にはバイアス電流のみが流れている。

【００４０】先述の通り、ＣＰＵ１０９の上記切り換え
制御に伴って、ＬＰＦ１０３ｂの出力レベルは増加した
が、一方、ＬＰＦ１０３ａの出力レベルは増加していな
いので、ＬＰＦ１０３ｂの出力レベルの方がＬＰＦ１０
３ａの出力レベルよりも大である。従って、このとき、
比較部１０４の出力はハイレベルである。

【００４１】次に、ＣＰＵ１０９は、駆動電流制御デー
タを単調増加させる。応じて、ＬＤ１３の発光量が増加
する。それに応じてＰＤ１４、電流電圧変換部１５およ
びＬＰＦ１０３ａの出力がそれぞれ増加する。ＬＰＦ１
０３ａの出力が、ＬＰＦ１０３ｂのこの時の出力（基準
レベルＲＥＦ２）を上回る程度まで増加すると、比較部
１０４の出力がハイレベルからローレベルに反転する。
ＣＰＵ１０９は、比較部１０４の出力の上記反転に応答
して、そのときの駆動電流制御データを固定すると共
に、そのデータをＰ１（すなわち、低温時におけるＬＤ
１３に対する駆動電流制御データ）として記憶する。

【００４２】上記の状態で、ＣＰＵ１０９は、入力切換
部１０１の端子Ｂにハイレベルの制御信号を入力し続け
ると共に、フィードバック動作を行う。すなわち、比較
器１０４がハイレベルであればＬＵＴ１０７に与えるデ
ータをインクリメントし、比較器１０４がローレベルで
あればＬＵＴ１０７に与えるデータをデクリメントす
る。従って、ＬＤ１３の発光温度が徐々に上昇し、ＬＤ
１３は、やがて熱的平衡状態に達する。この後、この熱
的平衡状態において、適正なＬＤ１３の発光を得ること
ができるバイアス電流制御データおよび駆動電流制御デ
ータを得る作業を行う。以下にその作業の手順を詳細に
述べる。

【００４３】ＬＤ１３が熱的平衡状態になると、ＣＰＵ
１０９は、入力切換部１０１の端子Ｂに与える制御信号
のレベルをハイレベルからローレベルに切り換える。こ
れによって、ＬＰＦ１０３ｂの出力は、基準ローレベル
ＲＥＦ１になる。また、ＣＰＵ１０９は、駆動電流制御
データとバイアス電流制御データの値とを“０”にす
る。これによって，ＬＤ１３は、無電流状態すなわち完
全消光状態になる。次に、ＣＰＵ１０９は、バイアス電
流制御データの値を単調増加させる。応じて、ＬＤ１３
の発光量が増加する。それに応じて、ＰＤ１４、電流電
圧変換部１５およびＬＰＦ１０３ａ出力がそれぞれ増加
する。ＬＰＦ１０３ａの出力が、ＬＰＦ１０３ｂのこの
時の出力（基準ローレベルＲＥＦ１）を上回る程度まで
増加すると、比較部１０４の出力がハイレベルからロー
レベルに反転する。ＣＰＵ１０９は、比較部１０４の出
力の上記反転に応答して、そのときのバイアス電流制御
データを固定すると共に、そのデータをＢ２（すなわ
ち、高温時におけるＬＤ１３に対するバイアス電流制御
データ）として記憶する。

【００４４】次に、ＣＰＵ１０９は、入力切換部１０１
の端子Ｂに与える制御信号のレベルをハイレベルに切り
換える。これによって、ＬＰＦ１０３ｂの出力が、基準
ローレベルＲＥＦ１から基準ハイレベルＲＥＦ２まで増
加する。一方、ＬＰＦ１０３ａの出力は、ＬＤ１３が消
光状態のときのレベルでしかないため、従前ハイレベル
からローレベルに反転した比較部１０４の出力は、再び
ハイレベルになる。なお、ＣＰＵ１０９の上記切り換え
制御によって、トランジスタ１１ａが導通状態になる。
しかし、この時の駆動電流制御データは“０”であるの
で、トランジスタ１０１ｃは導通しておらず、ＬＤ１３
にはバイアス電流のみが流れている。

【００４５】先述の通り、ＣＰＵ１０９の上記切り換え
制御に伴って、ＬＰＦ１０３ｂの出力レベルは増加した
が、一方、ＬＰＦ１０３ａの出力レベルは増加していな
いので、ＬＰＦ１０３ｂの出力レベルの方がＬＰＦ１０
３ａの出力レベルよりも大である。従って、このとき、
比較部１０４の出力はハイレベルである。

【００４６】次に、ＣＰＵ１０９は、駆動電流制御デー
タを単調増加させる。応じて、ＬＤ１３の発光量が増加
する。それに応じてＰＤ１４、電流電圧変換部１５およ
びＬＰＦ１０３ａの出力がそれぞれ増加する。ＬＰＦ１
０３ａの出力が、ＬＰＦ１０３ｂのこの時の出力（基準
レベルＲＥＦ２）を上回る程度まで増加すると、比較部
１０４の出力がハイレベルからローレベルに反転する。
ＣＰＵ１０９は、比較部１０４の出力の上記反転に応答
して、そのときの駆動電流制御データを固定すると共
に、そのデータをＰ２（すなわち、高温時におけるＬＤ
１３に対する駆動電流制御データ）として記憶する。

【００４７】ＣＰＵ１０９は、以上の動作から得たＢ
１，Ｂ２，Ｐ１，Ｐ２に基づき、補間演算を行い、図２
に示すごときデータを、ＬＵＴ１０７に書込む。このよ
うにしてＬＵＴ１０７の格納データを適宜のタイミング
で書き換えることにより、ＬＤ１３の特性が経時変化を
起こしても、常に最適の特性データを用いてバイアス電
流および駆動電流の制御を行うことが可能となる。ま
た、上記Ｂ１，Ｂ２，Ｐ１，Ｐ２に予めリミットを設定
しておき、ＬＵＴ１０７の格納データの書き換え時に、
何れかがそのリミットを超えた場合に、ＬＤ不良を判定
できるように構成することも可能である。こうすれば、
ＬＤ駆動装置の不良または故障の発見に迅速に対応する
ことができる。

【００４８】なお、上記実施形態では、比較部１０４
は、ＬＰＦ１０３ａおよび１０３ｂの出力の大小関係を
比較し、この比較結果に応答してアップダウンカウンタ
１０５をアップカウントまたはダウンカウントさせるこ
とにより、ＬＵＴ１０７のアドレスデータを作成するよ
うにしている。これに対し、ＬＰＦ１０３ａおよび１０
３ｂの出力を比較して両者の差分を演算し、当該差分に
応じたリニアな値を直接ＬＵＴ１０７のアドレスデータ
として用いた場合においても、上記と同様に駆動電流お
よびバイアス電流の補正が可能であり、一定のＬＤ発光
量を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＬＤ駆動装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１のＬＵＴに格納されているデータの一例を
示す図である。

【図３】温度変化に伴い変動する、ＬＤの駆動電流と発
光強度との関係を示した図である。

【図４】従来のＬＤ駆動装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１１…変調信号駆動部１２…直流駆動部１３…ＬＤ１４…ＰＤ１５…電流電圧変換部１８…変調信号入力端１０１…入力切換部１０２…整合部１０３ａ，１０３ｂ…ＬＰＦ１０４…比較部１０５…アップダウンカウンタ１０６…発振器１０７…ＬＵＴ１０８ａ，１０８ｂ…Ｄ／Ａ変換部１０９…ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０４Ｂ 10/04 10/06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザに向けてバイアス電流を発
生させるバイアス電流発生手段と、入力される変調信号
に応答して当該半導体レーザを駆動させる駆動電流を発
生させる駆動電流発生手段とを含み、当該変調信号に対
応する変調光を発生させる半導体レーザ駆動装置であっ
て、前記半導体レーザの発光量を検出してフィードバックす
ることにより、前記バイアス電流および前記駆動電流を
制御するフィードバック制御手段を備え、前記フィーバック制御手段は、前記半導体レーザの発光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段の出力信号および前記変調信号のいず
れか一方の信号を平均化する平均化手段と、前記光量検出手段の出力信号および前記変調信号のいず
れか他方の信号を平均化すると共に、いずれか一方の信
号に対してそのレベルおよび振幅を整合化させる平均化
・整合手段と、前記平均化手段の出力と前記平均化・整合手段の出力と
を相対的に比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、前記バイアス電流
および前記駆動電流を制御する電流制御手段とを含む、
半導体レーザ駆動装置。
【請求項２】前記電流制御手段には、前記半導体レー
ザの温度変化に対するバイアス電流および駆動電流の補
正量が予め設定されており、当該補正量に基づいてバイ
アス電流および駆動電流の補正を行うことを特徴とす
る、請求項１に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項３】前記電流制御手段は、前記半導体レーザ
の温度変化に対するバイアス電流および駆動電流の補正
量を格納するデータ格納部を含み、前記データ格納部に格納されている補正量を書き換える
ためのデータ書き換え手段をさらに備える、請求項２に
記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項４】前記データ書き換え手段は、半導体レー
ザの２以上の異なった接合部温度におけるバイアス電流
および変調電流の挙動を測定し、当該測定結果に基づい
て補正量を作成し、当該作成した補正量によって前記デ
ータ格納部の格納データを書き換えることを特徴とす
る、請求項３に記載の半導体レーザ駆動装置。
【請求項５】前記比較手段は、前記平均化手段の出力
と前記平均化・整合手段の出力との大小関係を比較し、前記電流制御手段は、前記比較手段の比較結果に応答し
て、入力クロック信号をアップカウントまたはダウンカ
ウントするアップダウンカウンタをさらに含み、前記データ格納部は、前記アップダウンカウンタの計数
値をアドレスデータとして入力することにより、対応す
る補正量を読み出して出力することを特徴とする、請求
項３または４に記載の半導体レーザ駆動装置。