JP4561185B2

JP4561185B2 - レーザダイオード駆動回路

Info

Publication number: JP4561185B2
Application number: JP2004154061A
Authority: JP
Inventors: 信一平井
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: JP2005340312A

Description

本発明は、光ピックアップ装置のレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動回路に係り、特にレーザダイオードを駆動する駆動パルスの立上りエッジ、立下りエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができるレーザダイオード駆動回路に関する。

記録可能なＤＶＤ−Ｒ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）、ＣＤ−ＲＷ等の光ディスクに情報を記録するディクス装置は、レーザダイオードから出射されるレーザ光を光変調して光ディスクに情報を記録している。特に、大量の情報を記録容量の大きい光ディスクに記録する際、ディスク装置の書き込み速度が遅いとその処理時間が非常に長くなるため、光ディスクへの情報の書き込み速度の高速化が望まれる。しかし、レーザダイオードのアノード側、或いはカソード側の一方をパルス駆動する駆動回路では、レーザダイオードを駆動する駆動電圧パルスの立上りエッジ、立下りエッジが急峻にならないため、レーザダイオードを高速パルス変調することが困難であった。

背景技術としては、レーザダイオードを２つのトランジスタのコレクタ間に接続して、一方のトランジスタをＯＮにしてレーザダイオードを駆動してレーザ発振させるとともに、一方のトランジスタをＯＦＦにし、他方のトランジスタをＯＮにして、レーザダイオードに逆バイアス電圧を印加してレーザダイオードのレーザ発振を停止させるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１６４９７２号公報

しかしながら、背景技術で述べたものにおいては、レーザダイオードを２つのトランジスタのコレクタ間に接続して、一方のトランジスタをＯＮにしてレーザダイオードを駆動してレーザ発振させるとともに、一方のトランジスタをＯＦＦにし、他方のトランジスタをＯＮにして、レーザダイオードに逆バイアス電圧を印加してレーザダイオードのレーザ発振を停止させることができたが、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上りエッジを急峻にして、レーザ発振の立上りを高速化するようにしたものではなかった。

本発明は、背景技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上りエッジ、立下りエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができるレーザダイオード駆動回路を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため本発明においては、光ピックアップ装置のレーザダイオードを情報記録用のパルス信号に基づきレーザ発振させてレーザ光を出射するよう駆動するレーザダイオード駆動回路であって、前記レーザダイオードから所定の光強度のレーザ光を出射する電圧値に制御された正電圧および負電圧をそれぞれ出力する正電源および負電源と、この正負両電源からそれぞれ直流電力が供給され、入力する前記パルス信号により前記レーザダイオードのアノード側を駆動する第１の駆動手段と、該正負両電源から直流電力がそれぞれ供給され、入力する前記パルス信号により前記レーザダイオードのカソード側を駆動する第２の駆動手段とを備え、前記第１の駆動手段は、前記負電源から直流電力が供給される反転入力端子が０ボルトに接地され、非反転入力端子に入力する前記パルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧を出力して前記レーザダイオードのアノード側を駆動し、前記第２の駆動手段は、前記正電源から直流電力が供給される非反転入力端子が０ボルトに接地され、反転入力端子に入力する前記パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧を出力して前記レーザダイオードのカソード側を駆動し、前記レーザダイオードのアノード側とカソード側とを、互いに同期した前記正極性のパルス駆動電圧と前記負極性のパルス駆動電圧とによりパルス変調して同時駆動するようにする。

また、本発明において、前記第１の駆動手段に所定のパルス信号を入力して、該第１の駆動手段が該所のパルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧を出力するとともに、前記第２の駆動手段に前記所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力して、該第２の駆動手段が該パルス変調信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス変調駆動電圧を出力することにより、前記レーザダイオードを、互いに同期した正極性のパルス駆動電圧と負極性のパルス変調駆動電圧とにより同時駆動するようにするとよい。

また、本発明において、前記第１の駆動手段に所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力して、該第１の駆動手段が該所定のパルス変調信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス変調駆動電圧を出力するとともに、前記第２の駆動手段に前記所定のパルス信号を入力して、該第２の駆動手段が該パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧を出力をすることにより、前記レーザダイオードを、互いに同期した正極性のパルス変調駆動電圧と負極性のパルス駆動電圧とにより同時駆動するようにすることもできる。

さらに、本発明において、前記第１の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力される情報記録用のパルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅する回路構成とし、且つ前記第２の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力する前記パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅する回路構成とすることもできる。

これらの手段により、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上りエッジ、立下りエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

請求項１記載の発明に係るレーザダイオード駆動回路によれば、正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオードのアノード側を駆動する第１の駆動手段が、非反転入力端子に入力する報記録用のパルス信号を正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧を出力してレーザダイオードのアノード側を駆動するとともに、正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオードのカソード側を駆動する第２の駆動手段が、反転入力端子に入力する情報記録用のパルス信号を負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧を出力してレーザダイオードのカソード側を駆動するようにしたので、レーザダイオードのアノードとカソード間には、正極性のパルス駆動電圧と負極性のパルス駆動電圧の絶対値の電圧とを加算したパルス駆動電圧が印加されて、レーザダイオードのアノード側とカソード側とが正極性のパルス駆動電圧と負極性のパルス駆動電圧とによりパルス変調して同時駆動するようにしているので、その結果、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上がりエッジ、立下がりエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

請求項２記載の発明に係るレーザダイオード駆動回路によれば、第１の駆動手段に所定のパルス信号を入力し、且つ第２の駆動手段に所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力して、第１の駆動手段が、所定のパルス信号を正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧によりレーザダイオードのアノード側を駆動すると同時に、第２の駆動手段がパルス変調信号を負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス変調駆動電圧によりレーザダイオードのカソード側を駆動するので、互いに同期したパルス信号とパルス変調信号とによりレーザダイオードをレーザ発振する場合、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上がりエッジ、立下がりエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

請求項３記載の発明に係るレーザダイオード駆動回路によれば、第１の駆動手段に所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力し、且つ第２の駆動手段に所定のパルス信号を入力して、第１の駆動手段が、所定のパルス変調信号を正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス変調駆動電圧によりレーザダイオードのアノード側を駆動すると同時に、第２の駆動手段が、所定のパルス信号を負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧によりレーザダイオードのカソード側を駆動するので、請求項２記載の発明と同様に、互いに同期したパルス変調信号とパルス信号とによりレーザダイオードをレーザ発振する場合、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上がりエッジ、立下がりエッジを急峻にして、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

請求項４記載の発明に係るレーザダイオード駆動回路によれば、第１の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力される情報記録用のパルス信号を正電源の正電圧に基づき非反転増幅する回路構成とし、且つ第２の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力されるパルス信号を負電源の負電圧に基づき反転増幅する回路構成したので、請求項１記載の発明と同様の作用により同様の効果を得ることができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を詳述する。図１は本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図であり、図２は本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路の動作を示すタイミングチャートであり、図３は本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図であり、図４は本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路の動作を示すタイミングチャートであり、図５はレーザダイオード駆動回路のパルス駆動電圧波形を模式的に示す図である。

まず、図１の本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図を基に説明する。

本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路１は、レーザ光を出射するレーザダイオード２と、レーザダイオード２に流れる電流を制限する抵抗３と、正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオード２のアノード側を駆動する駆動回路４と、正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオード２のカソード側を駆動する駆動回路５とで構成されている。駆動回路４の非反転入力端子（＋）と駆動回路５の反転入力端子（−）とは互いに接続されていて、駆動回路４と駆動回路５とは同じパルス信号により同時駆動されるようになっている。また、駆動回路４の反転入力端子（−）と駆動回路５の非反転入力端子（＋）とは正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの中間電位の０Ｖに接地されている。なお、駆動回路４、駆動回路５に直流電力を供給する正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの電圧を制御して、レーザダイオード２から出射されるレーザ光を所定の光強度に制御するＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）回路は図示省略している。

以上のように構成された一実施例のレーザダイオード駆動回路について、以下その動作について説明する。

正極性のパルス信号Ｓがレーザダイオード駆動回路１の駆動回路４の非反転入力端子（＋）と駆動回路５の反転入力端子（−）とに入力されると（図２（ａ）参照）、駆動回路４はパルス信号Ｓを非反転増幅して、正極性の電圧＋Ｖｄｄのパルス駆動電圧を出力し（図２（ｂ）参照）、駆動回路５はパルス信号Ｓを反転増幅して、負極性の電圧−Ｖｓｓのパルス駆動電圧を出力する（図２（ｃ）参照）。駆動回路４から正極性の電圧＋Ｖｄｄのパルス駆動電圧が出力され、駆動回路５から負極性の電圧−Ｖｓｓのパルス駆動電圧が出力されると、レーザダイオード２のアノード側電圧が＋Ｖｄｄとなり、カソード側電圧が−Ｖｓｓとなって、レーザダイオード２のアノード−カソード間と抵抗３との両端に電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓのパルス駆動電圧が印加され、レーザダイオード２のアノード側とカソード側とが同時駆動されて、レーザダイオード２に閾値を越える駆動電流が流れ、レーザダイオード２がレーザ発振してレーザ光を出射する（図２（ｄ）参照）。

電源電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓの単電源から直流電力を供給された１つの駆動回路により正極性の電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓのパルス電圧を出力してレーザダイオードを駆動した場合、図５（ｃ）に示すように、パルス出力電圧の立上り時間がｔ３、立下り時間がｔ４となる。これに対して、正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの正負両電源から直流電力が供給された２つの駆動回路によりそれぞれ正極性の電圧＋Ｖｄｄのパルス電圧と負極性の電圧−Ｖｓｓのパルス電圧とを同時に出力してレーザダイオードを駆動することにより、図５（ｂ）に示すように、パルス出力電圧の立上り時間がｔ１（ｔ１＜ｔ３）、立下り時間がｔ２（ｔ２＜ｔ４）となり、パルス出力電圧の立上りエッジ、立下りエッジが急峻になり、１つの駆動回路により電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓのパルス電圧を出力させた場合よりも高速パルス駆動が可能となる。これにより、レーザダイオードのアノード側を正極性のパルス駆動電圧で駆動し、レーザダイオードのカソード側を負極性のパルス駆動電圧で同時駆動することにより、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上りエッジ、立下りエッジを急峻にすることができ、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

図３の本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図を基に説明する。

本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路１１は、レーザ光を出射するレーザダイオード１２と、レーザダイオード１２に流れる電流を制限する抵抗１３と、正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオード１２のアノード側を駆動する駆動回路１４と、正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの正負両電源から直流電力が供給され、レーザダイオード１２のカソード側を駆動する駆動回路１５とで構成されている。駆動回路１４の非反転入力端子（＋）と駆動回路１５の反転入力端子（−）とは、図１の場合と異なり、互いに独立していて、駆動回路１４と駆動回路１５とはそれぞれ別のパルス信号により駆動することができるようになっている。また、駆動回路１４の反転入力端子（−）と駆動回路１５の非反転入力端子（＋）とは正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの中間電位の０Ｖに接地されている。なお、駆動回路１４、駆動回路１５に直流電力を供給する正電源＋Ｖｄｄと負電源−Ｖｓｓとの電圧を制御して、レーザダイオード１２から出射されるレーザ光を所定の光強度に制御するＡＰＣ回路は図示省略している。

以上のように構成された他の実施例のレーザダイオード駆動回路について、以下その動作について説明する。

正極性のパルス信号Ｐがレーザダイオード駆動回路１１の駆動回路１４の非反転入力端子（＋）に入力されると（図４（ａ）参照）、駆動回路１４はパルス信号Ｐを非反転増幅して、正極性の電圧＋Ｖｄｄのパルス駆動電圧を出力する（図４（ｃ）参照）。また、パルス変調された正極性のパルス信号Ｑがレーザダイオード駆動回路１１の駆動回路１５の反転入力端子（−）に入力されると（図４（ｂ）参照）、駆動回路１５はパルス変調されたパルス信号Ｑを反転増幅して、バルス変調された負極性の電圧−Ｖｓｓのバルス駆動電圧を出力する（図４（ｄ）参照）。駆動回路１４から正極性の電圧＋Ｖｄｄのパルス駆動電圧が出力され、駆動回路１５からパルス変調された負極性の電圧−Ｖｓｓのパルス駆動電圧が出力されると、レーザダイオード１２のアノード側電圧が＋Ｖｄｄとなり、カソード側電圧が−Ｖｓｓとなって、レーザダイオード１２のアノード−カソード間と抵抗１３との両端に電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓのパルス変調されたパルス駆動電圧が印加され、レーザダイオード１２のアノード側とカソード側とが同時駆動され、レーザダイオード１２に閾値を越える駆動電流が流れて、レーザダイオート１２がレーザ発振してパルス変調されたレーザ光を出射する（図４（ｅ）参照）。このように、駆動回路１４の非反転入力端子（＋）と駆動回路１５の反転入力端子（−）とにそれぞれ別の入力信号（パルス信号Ｐとパルス変調されたパルス信号Ｑ）を入力してレーザダイオードを同時駆動することにより、パルス変調されたパルス駆動電圧によりレーザダイオード１２をパルス変調して駆動することができる。また、パルス信号Ｐとパルス変調されたパルス変調信号Ｑとを前述の他の実施例とは逆にそれぞれ駆動回路１５および駆動回路１４に入力するようにしても同様の作用を得ることができる。すなわち、パルス変調信号Ｑを駆動回路１４の非反転入力端子（＋）に入力し、パルス信号Ｐを駆動回路１５の反転入力端子（−）に入力するようにしても、同様にパルス変調されたパルス駆動電圧がレーザダイオード１２に印加され、レーザダイオードのアノード側とカソード側とが同時駆動されて、レーザダイオード１２に閾値を越える駆動電流が流れて、レーザダイオート１２がレーザ発振してパルス変調されたレーザ光が出力される。

この場合も、図１の場合と同様に、レーザダイオードのアノード側に正極性の電圧Ｖｄｄの駆動電圧を、レーザダイオードのカソード側に負極正の−Ｖｓｓの駆動電圧を同時に印加するようにしているので、パルス出力電圧の立上りエッジ、立下りエッジが急峻になり、電圧Ｖｄｄ＋Ｖｓｓのパルス電圧を出力させる場合よりも高速パルス駆動が可能となる。これにより、レーザダイオードのアノード側を正極性のパルス駆動電圧又はパルス変調電圧で駆動し、レーザダイオードのカソード側を負極性のパルス駆動電圧又はパルス変調電圧で同時駆動することにより、レーザダイオードのパルス駆動電圧の立上りエッジ、立下りエッジを急峻にすることができ、レーザダイオードを高速パルス変調することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について詳述したが、本発明はこれに限らず、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能である。例えば、非反転入力端子と反転入力端子との２つの入力端子を有する２つの駆動回路によりレーザダイオードのアノード側とカソード側とをパルス駆動することを説明したが、１つの入力端子を有する非反転増幅駆動回路と１つの入力端子を有する反転増幅駆動回路とによりレーザダイオードのアノード側とカソード側とをパルス駆動するようにしてもよい。

本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。本発明の一実施例のレーザダイオード駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す図である。本発明の他の実施例のレーザダイオード駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。レーザダイオード駆動回路のパルス駆動電圧波形を模式的に示す図である。

符号の説明

１レーザダイオード駆動回路
２レーザダイオード
３抵抗
４、５駆動回路
１１レーザダイオード駆動回路
１２レーザダイオード
１３抵抗
１４、１５駆動回路

Claims

光ピックアップ装置のレーザダイオードを情報記録用のパルス信号に基づきレーザ発振させてレーザ光を出射するよう駆動するレーザダイオード駆動回路であって、
前記レーザダイオードから所定の光強度のレーザ光を出射する電圧値に制御された正電圧および負電圧をそれぞれ出力する正電源および負電源と、この正負両電源からそれぞれ直流電力が供給され、入力する前記パルス信号により前記レーザダイオードのアノード側を駆動する第１の駆動手段と、該正負両電源から直流電力がそれぞれ供給され、入力する前記パルス信号により前記レーザダイオードのカソード側を駆動する第２の駆動手段とを備え、
前記第１の駆動手段は、前記負電源から直流電力が供給される反転入力端子が０ボルトに接地され、非反転入力端子に入力する前記パルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧を出力して前記レーザダイオードのアノード側を駆動し、
前記第２の駆動手段は、前記正電源から直流電力が供給される非反転入力端子が０ボルトに接地され、反転入力端子に入力する前記パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧を出力して前記レーザダイオードのカソード側を駆動し、
前記レーザダイオードのアノード側とカソード側とを、互いに同期した前記正極性のパルス駆動電圧と前記負極性のパルス駆動電圧とによりパルス変調して同時駆動するようにしたことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
請求項１記載のレーザダイオード駆動回路において、
前記第１の駆動手段に所定のパルス信号を入力して、該第１の駆動手段が該所定のパルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス駆動電圧を出力するとともに、
前記第２の駆動手段に前記所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力して、該第２の駆動手段が該パルス変調信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス変調駆動電圧を出力することにより、
前記レーザダイオードを、互いに同期した正極性のパルス駆動電圧と負極性のパルス変調駆動電圧とにより同時駆動するようにしたことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
請求項１記載のレーザダイオード駆動回路において、
前記第１の駆動手段に所定のパルス信号に同期した所定のパルス変調信号を入力して、該第１の駆動手段が該所定のパルス変調信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅することにより生成した正極性のパルス変調駆動電圧を出力するとともに、
前記第２の駆動手段に前記所定のパルス信号を入力して、該第２の駆動手段が該パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅することにより生成した負極性のパルス駆動電圧を出力をすることにより、
前記レーザダイオードを、互いに同期した正極性のパルス変調駆動電圧と負極性のパルス駆動電圧とにより同時駆動するようにしたことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
請求項１記載のレーザダイオード駆動回路において、
前記第１の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力される情報記録用のパルス信号を前記正電源の正電圧に基づき非反転増幅する回路構成とし、且つ前記第２の駆動手段を、非反転入力端子および反転入力端子の２つの入力端子を有する回路構成に代えて、単一の端子に入力する前記パルス信号を前記負電源の負電圧に基づき反転増幅する回路構成とすることを特徴とするレーザダイオード駆動回路。