(57)【要約】【課題】温度調節動作の安定化を図り、ノイズの発生を抑制する。【解決手段】温度調節デバイス１１ａは、温度制御対象物１０ａに近接し、供給される電流に応じて温度を調節する。温度調節ドライバ１２ａは、制御電圧が印加されて電流を制御する。温度検出部３は、温度制御対象物１０ａの温度を検出する。電圧可変制御部４は、検出温度が目標温度になるように、制御電圧Ｖａを可変出力して、温度一定化制御を行う。また、電圧可変制御部４は、設定すべき制御電圧Ｖａの値が、温度調節ドライバ１２ａが誤動作を起こす電圧範囲ｈに入ることを認識した場合は、電圧範囲ｈの最小側の近傍に位置する誤動作を起こさない第１の制御電圧値ｖ１と、電圧範囲ｈの最大側の近傍に位置する誤動作を起こさない第２の制御電圧値ｖ２と、の設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、電圧範囲ｈを回避して制御電圧Ｖａの出力制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御を行う温度制御装置において、
温度制御対象物に近接し、供給される電流に応じて温度を調節する温度調節デバイスと、
制御電圧が印加されて前記電流を制御する温度調節ドライバと、
前記温度制御対象物の温度を検出する温度検出部と、
検出温度が目標温度になるように、前記制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記制御電圧が、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす電圧範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記電圧範囲の最小側の近傍に位置する誤動作を起こさない第１の制御電圧値と、前記電圧範囲の最大側の近傍に位置する誤動作を起こさない第２の制御電圧値との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記電圧範囲を回避して前記制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記電圧可変制御部は、前記温度調節デバイスに前記電流が供給されたときに温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、前記第１の制御電圧値と前記第２の制御電圧値とを交互に切り替えるように、前記制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
温度制御を行う温度制御装置において、
温度制御対象物に近接し、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節する温度調節デバイスと、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
前記温度制御対象物の温度を検出する温度検出部と、
検出温度が目標温度になるように、前記第１の制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とし、
前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの動作点を第１の動作点とし、
前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの動作点を第２の動作点とした場合に、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記第１の動作点と前記第２の動作点との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記誤動作範囲を回避して、前記第１の制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項４】
前記電圧可変制御部は、前記温度調節デバイスに前記電流が供給されたときに温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、前記第１の動作点と前記第２の動作点とを切り替えるように、前記第１の制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする請求項３記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記温度調節ドライバの動作点が、前記誤動作範囲にあるときに発生するノイズが、装置内の各素子に影響を及ぼさなくなるノイズレベルまで抑制するように、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも大きく遷移させていき、
ノイズが抑制される最小の値となった前記第１の制御電圧を、前記第１の動作点の設定電圧とし、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも小さく遷移させていき、
ノイズが抑制される最大の値となった前記第１の制御電圧を、前記第２の動作点の設定電圧とする、
ことを特徴とする請求項３記載の温度制御装置。
【請求項６】
光伝送を行う光伝送装置において、
信号光を発振する半導体レーザと、
前記半導体レーザの温度を検出するサーミスタと、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節して、前記半導体レーザの温度調節を行う温度調節デバイスと、を含み、前記半導体レーザに近接する温度調節器と、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
温度によって変化する前記サーミスタの抵抗値を電圧信号に変換する抵抗値／電圧変換部と、
前記抵抗値／電圧変換部から出力された前記電圧信号を検出温度に変換する電圧／温度変換部と、
前記半導体レーザから目標とする波長を発振させるべき目標温度と、前記検出温度との差分温度値を求め、前記差分温度値を小さくするための温度電圧信号を生成する演算処理部と、
前記温度電圧信号にもとづいて、前記検出温度が前記目標温度になるように、前記第１の制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とし、
前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの動作点を第１の動作点とし、
前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの動作点を第２の動作点とした場合に、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記第１の動作点と前記第２の動作点との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記誤動作範囲を回避して、前記第１の制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする光伝送装置。
【請求項７】
光伝送を行う光伝送装置において、
信号光を発振する半導体レーザと、
前記半導体レーザに近接し、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節して、温度調節を行う温度調節デバイスと、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
前記半導体レーザから発振される前記信号光の波長をモニタして、モニタ波長信号に変換する波長モニタ部と、
前記半導体レーザから発振させるべき目標波長に対応する目標波長信号と、前記モニタ信号との差分値を求め、前記差分値を小さくするための温度電圧信号を生成する演算処理部と、
前記温度電圧信号にもとづいて、前記モニタ波長信号の値が前記目標波長信号の値になるように、前記第１の制御電圧を可変出力する温度一定化制御および前記半導体レーザの駆動信号の設定制御を行う制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とした場合、
前記制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に近づくにつれて、前記半導体レーザの前記駆動信号を増減させることで、前記半導体レーザから目標の発振波長を出力させる、
ことを特徴とする光伝送装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの第１の動作点が、前記誤動作範囲を除き、前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、
前記半導体レーザの発振波長が、目標の発振波長よりも低下してきた場合、
前記第１の制御電圧を前記第２の制御電圧に近づけていき、冷却度を弱める方向に前記第１の動作点を移行させて、前記発振波長を増加させ、
冷却度を弱める方向に前記第１の動作点を移行させている場合に、前記第１の制御電圧が前記誤動作範囲の近傍に近づくことを認識した場合は、前記駆動信号を増加させることで、前記発振波長を増加させ、
前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの第２の動作点が、前記誤動作範囲を除き、前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、
前記半導体レーザの発振波長が、目標の発振波長よりも増加してきた場合、
前記第１の制御電圧を前記第２の制御電圧に近づけていき、加熱度を弱める方向に前記第２の動作点を移行させて、前記発振波長を低下させ、
加熱度を弱める方向に前記第２の動作点を移行させている場合に、前記第２の制御電圧が前記誤動作範囲の近傍に近づくことを認識した場合は、前記駆動信号を減少させることで、前記発振波長を低下させる、
ことを特徴とする請求項７記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御を行う温度制御装置および光伝送を行う光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光送信器においては、光源である半導体レーザを、目標とする固定の波長で発振するように制御することが必要である。半導体レーザとしては、ＤＦＢ（Distributed Feedback：分布帰還型）レーザが広く用いられている。
【０００３】
ＤＦＢレーザは、半導体の活性領域に施されたブラッグ・グレーティング（Bragg Grating）によって発振波長が決定されるが、ブラッグ・グレーティングは、温度変化に伴って屈折率の変化を引き起こすので、動作温度が変化するとレーザの発振波長が変動することになる。
【０００４】
このように、ＤＦＢレーザは温度特性を持っているので、ＤＦＢレーザを使用するには、温度を一定に安定化することが必要である。温度一定化制御としては、ＴＥＣ（Thermo Electric Coolers）と呼ばれる、ペルチェ素子をモジュール化したデバイスに、ＤＦＢレーザを搭載し、ＴＥＣに電流を流すことによって冷却または加熱を行って、ＤＦＢレーザの温度を制御している。
【０００５】
ＴＥＣへ電流を供給する方法としては、ＴＥＣドライバによって、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）された電圧の平均電圧をＴＥＣに印加して、電流を供給する方法が一般的に行われている。
【０００６】
図１４はＴＥＣドライバ周辺の構成を示す図である。ＴＥＣドライバ５０は、制御電圧の入力端子である電圧入力端子ＩＮ＋、ＩＮ−と、信号出力端子であるＰＷＭ端子およびＨ／Ｃ（Heat／Cool）端子を持つ。
【０００７】
電圧入力端子ＩＮ＋には、可変電圧であるＶｉｎ（＋）を出力する可変電圧源５３ａが接続し、電圧入力端子ＩＮ−には、固定電圧であるＶｉｎ（−）を出力する固定電圧源５３ｂが接続する。また、ＰＷＭ端子は、コイルＬの一端と接続し、コイルＬの他端は、コンデンサＣ０の一端と、ＴＥＣ５１の一方の制御端子ｃ１と接続する。Ｈ／Ｃ端子は、コンデンサＣ０の他端と、ＴＥＣ５１の他方の制御端子ｃ２と接続する。
【０００８】
ＰＷＭ端子からは、パルス幅変調された電圧（ＰＷＭ信号）が出力し、ＰＷＭ信号は、コイルＬとコンデンサＣ０から構成されるＬＣフィルタによって平滑化されて平均電圧（ＤＣ電圧）ｍとなって、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１に印加する。また、Ｈ／Ｃ端子からはHighまたはLowレベルのＨ／Ｃ信号が出力して、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ２に入力する。ＴＥＣ５１では、制御端子ｃ１、ｃ２間で生じる電位差によって、内部にＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ）が流れる。
【０００９】
図１５はＴＥＣ電流を示す図である。縦軸はＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ）、横軸はＴＥＣ５１に印加される差動入力電圧Ｖｄ（＝Ｖｉｎ（＋）−Ｖｉｎ（−））である。動作点Ｂは、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）とに差がなく等しい場合であり（Ｖｉｎ（＋）＝Ｖｉｎ（−））、このときは、ＴＥＣ５１にＴＥＣ電流は流れない（ＩＴＥＣ＝０）。
【００１０】
動作点Ｃは、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも大きい場合であって（Ｖｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−））、このときは、Ｈ／Ｃ信号がLowレベルとなって、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１→制御端子ｃ２の方向にＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ（＋））が流れる。
【００１１】
そして、動作点Ｃが動作点Ｂから右方向に離れて、差動入力電圧Ｖｄの絶対値が大きくなると、すなわち、Ｖｉｎ（＋）の値がＶｉｎ（−）の値よりも大きくなっていくと、ＩＴＥＣ（＋）は増加していく。また、動作点Ｃが動作点Ｂへ近づいて、差動入力電圧Ｖｄの値が小さくなり、Ｖｉｎ（＋）の値がＶｉｎ（−）の値に近づいていくと、ＩＴＥＣ（＋）は減少していく。
【００１２】
一方、動作点Ａは、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも小さい場合であって（Ｖｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−））、このときは、Ｈ／Ｃ信号がHighレベルとなって、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ２→制御端子ｃ１の方向にＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ（−））が流れる。
【００１３】
そして、動作点Ａが動作点Ｂから左方向に離れて、差動入力電圧Ｖｄの絶対値が大きくなると、すなわち、Ｖｉｎ（−）の値の方が、Ｖｉｎ（＋）の値よりも大きくなっていくと、ＩＴＥＣ（−）は増加していく。
【００１４】
また、動作点Ａが動作点Ｂへ近づいて、差動入力電圧Ｖｄの絶対値が小さくなり、Ｖｉｎ（＋）の値がＶｉｎ（−）の値に近づいていくと、ＩＴＥＣ（−）は減少していく。
図１６〜図１８はＴＥＣドライバ５０の動作を説明するための図である。図１６に示す各動作点に対応するＰＷＭ信号とＨ／Ｃ信号の状態を図１７、図１８に示して、ＴＥＣ５１の冷却から加熱方向への遷移における動作を説明する。
【００１５】
図１６、図１７において、Ｖｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−）のときは、Ｈ／Ｃ信号はLowレベルとなる。また、Ｖｉｎ（＋）の値がＶｉｎ（−）の値よりも大きくなって、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との差が大きいほど（動作点が動作点Ｂから右方向へ離れるほど）、ＰＷＭ信号のデューティは、Highレベル側のデューティが大きくなる。
【００１６】
〔動作点Ｃ２〕ＰＷＭ信号ｓ１は、ＬＣフィルタによって平滑化されて平均電圧ｍ１となり、平均電圧ｍ１とＨ／Ｃ信号のLowレベルとの電位差Ｖａ１が、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１、ｃ２にかかる。そして、ＴＥＣ５１には、電位差Ｖａ１により生じたＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ２（＋）とする）が流れる。
【００１７】
〔動作点Ｃ１〕Ｖｉｎ（＋）は、動作点Ｃ２のときと比べて小さく、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との差が動作点Ｃ２のときよりも小さくなるので、ＰＷＭ信号のHighレベルのデューティも、動作点Ｃ２のときのデューティよりも小さくなる。
【００１８】
ＰＷＭ信号ｓ２は、ＬＣフィルタによって平滑化されて平均電圧ｍ２となり、平均電圧ｍ２とＨ／Ｃ信号のLowレベルとの電位差Ｖａ２が、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１、ｃ２にかかる。そして、ＴＥＣ５１には、電位差Ｖａ２（＜Ｖａ１）により生じたＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ１（＋）とする）が流れることになる（ＩＴＥＣ２（＋）＞ＩＴＥＣ１（＋））。
【００１９】
ＩＴＥＣ（＋）が大きいほど、ＴＥＣ５１の冷却度合いが高まる。したがって、動作点Ｂ→動作点Ｃ１→動作点Ｃ２というように、ＩＴＥＣ（＋）の電流量が多くなって、動作点Ｂから離れる方向に遷移していくと冷却度が強くなり、動作点Ｃ２→動作点Ｃ１→動作点Ｂというように、ＩＴＥＣ（＋）の電流量が少なくなって、動作点Ｂに近づく方向に遷移していくと冷却度は弱くなる。
【００２０】
図１６、図１８において、Ｖｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−）のときは、Ｈ／Ｃ信号はHighレベルとなる。また、Ｖｉｎ（＋）の値がＶｉｎ（−）の値よりも小さくなって、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との差が大きいほど（動作点が動作点Ｂから左方向へ離れるほど）、ＰＷＭ信号のデューティは、Lowレベル側のデューティが大きくなる。
【００２１】
〔動作点Ａ１〕ＰＷＭ信号ｓ３は、ＬＣフィルタによって平滑化されて平均電圧ｍ３となり、平均電圧ｍ３とＨ／Ｃ信号のHighレベルとの電位差Ｖｂ１が、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１、ｃ２にかかる。そして、ＴＥＣ５１には、電位差Ｖｂ１により生じたＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ１（−）とする）が流れる。
【００２２】
〔動作点Ａ２〕Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との差が動作点Ａ１のときよりも大きくなるので、ＰＷＭ信号のLowレベルのデューティも、動作点Ａ１のときのデューティよりも大きくなる。
【００２３】
ＰＷＭ信号ｓ４は、ＬＣフィルタによって平滑化されて平均電圧ｍ４となり、平均電圧ｍ４とＨ／Ｃ信号のHighレベルとの電位差Ｖｂ２が、ＴＥＣ５１の制御端子ｃ１、ｃ２にかかる。そして、ＴＥＣ５１には、電位差Ｖｂ２（＞Ｖｂ１）により生じたＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ２（−）とする）が流れることになる（ＩＴＥＣ２（−）＞ＩＴＥＣ１（−））。
【００２４】
ＩＴＥＣ（−）が大きいほど、ＴＥＣ５１の加熱度合いが高まる。したがって、動作点Ｂ→動作点Ａ１→動作点Ａ２というように、ＩＴＥＣ（−）の電流量が多くなって、動作点Ｂから離れる方向に遷移していくと加熱度が強くなり、動作点Ａ２→動作点Ａ１→動作点Ｂというように、ＩＴＥＣ（−）の電流量が少なくなって、動作点Ｂに近づく方向に遷移していくと加熱度は弱くなる。なお、わかりやすいように、図１９にＴＥＣ制御による冷却・加熱の内容をまとめたものを示しておく。
【００２５】
このように、ＴＥＣドライバ５０では、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との大小関係でＨ／Ｃ信号のレベルを切り替えてＴＥＣ電流の流れる向きを変え、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）の差分量（制御電圧の振り幅）でＴＥＣ電流量を制御する。
【００２６】
ＴＥＣ関連の従来技術としては、外気温度がＬＤチップの保証温度範囲内のときには、ＴＥＣに電流を流さずに、ＴＥＣの消費電力を削減した技術が提案されている（特許文献１）。
【００２７】
また、ＰＷＭを使ったドライブ制御の従来技術としては、２つのＰＷＭ信号の排他論理和と、２つのＰＷＭ信号の論理積により、ドライバを制御してノイズ低減を図った技術が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−１２６９３９号公報（段落番号〔００２７〕〜〔００５９〕，第１図）
【特許文献２】特開２００５−３４１７３６号公報（段落番号〔００２２〕〜〔００２５〕，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかし、上記のようなＴＥＣドライバ５０では、冷却／加熱の切替時などに、Ｖｉｎ（−）との差が小さいＶｉｎ（＋）を入力して、動作点Ｂの付近で制御させてしまうと、ＴＥＣドライバ５０の内部に貫通電流が発生し、また、ＰＷＭ信号やＨ／Ｃ信号の出力パターンが不規則になって、ＴＥＣドライバ５０が誤動作を起こし、スイッチングノイズが発生するといった問題があった。
【００２９】
（１）貫通電流の発生について。
図２０は貫通電流が発生するタイミングを示す図である。Ｖｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−）のとき、Ｈ／Ｃ信号はLowレベルであり、ＰＷＭ信号のパルスは、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）に近づくにつれて、Highのデューティが小さくなっている。また、Ｖｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−）のとき、Ｈ／Ｃ信号はHighレベルであり、ＰＷＭ信号のパルスは、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）から離れるにつれて、Lowのデューティが大きくなっている。
【００３０】
ここで、Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）となるポイントにおいては、過大な電圧変動が生じて、ＴＥＣドライバ５０内部の電源ライン（ＶＤＤ〜ＧＮＤのライン）には貫通電流が発生することになる。
【００３１】
図２１はＴＥＣドライバ５０の内部に貫通電流が流れる様子を示す図である。ＰＷＭ端子およびＨ／Ｃ端子周辺のＴＥＣドライバ５０の内部には、ＰチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）５１、５３と、ＮチャネルのＦＥＴ５２、５４と、ＦＥＴ５１〜５４を駆動するためのゲートドライバ５５、５６が含まれる。
【００３２】
ＦＥＴ５１のゲートは、ゲートドライバ５５の一方のドライブ端子と接続し、ＦＥＴ５２のゲートは、ゲートドライバ５５の他方のドライブ端子と接続する。ＦＥＴ５１のソースは電源ＶＤＤとＦＥＴ５３のソースと接続し、ＦＥＴ５１のドレインは、ＦＥＴ５２のドレインとＰＷＭ端子と接続する。ＦＥＴ５２のソースは、ＦＥＴ５４のソースとＧＮＤに接続する。
【００３３】
ＦＥＴ５３のゲートは、ゲートドライバ５６の一方のドライブ端子と接続し、ＦＥＴ５４のゲートは、ゲートドライバ５６の他方のドライブ端子と接続する。ＦＥＴ５３のドレインは、ＦＥＴ５４のドレインと、Ｈ／Ｃ端子と接続する。
【００３４】
貫通電流ｉ１は、ＶＤＤ→ＦＥＴ５１のソース→ＦＥＴ５３のソース→ＦＥＴ５３のドレイン→Ｈ／Ｃ端子→ＦＥＴ５４のドレイン→ＦＥＴ５４のソース→ＧＮＤに向かって流れる。
【００３５】
貫通電流ｉ２は、ＶＤＤ→ＦＥＴ５１のソース→ＦＥＴ５１のドレイン→ＰＷＭ端子→ＦＥＴ５２のドレイン→ＦＥＴ５２のソース→ＦＥＴ５４のソース→ＧＮＤに向かって流れる。
【００３６】
（２）ＰＷＭ信号およびＨ／Ｃ信号の不規則パターンの発生について。
図２２〜図２４はＴＥＣドライバ５０の出力波形を示す図である。図２２はＶｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−）における動作点Ａの出力波形であり、ＰＷＭ信号とＨ／Ｃ信号（High）に対して、ＩＴＥＣ（−）が出力しており、加熱時における定常状態を示している。
【００３７】
また、図２３はＶｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−）における動作点Ｃの出力波形であり、ＰＷＭ信号とＨ／Ｃ信号（Low）に対して、ＩＴＥＣ（＋）が出力しており、冷却時における定常状態を示している。
【００３８】
一方、図２４では、Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）における出力波形を示している（動作点Ｂの出力波形）。Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）となる状態が、ある程度の時間続いたとき、Ｈ／Ｃ信号はHighおよびLowのレベルが繰り返し出力され、ＰＷＭ信号のデューティパターンも不規則になって歪みが生じている。また、電圧変動が繰り返し発生し、電源ライン上には貫通電流が発生する。
【００３９】
なお、図２０では、Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）となった時間が瞬間的な短いものであったために、Ｈ／Ｃ信号およびＰＷＭ信号には不規則パターンが現れず、貫通電流のみが過渡的に生じる様子を示しており、図２４では、Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）となった時間がある程度続いたときに、Ｖｉｎ（＋）≒Ｖｉｎ（−）となる時間帯の間は、Ｈ／Ｃ信号およびＰＷＭ信号に不規則パターンが現れ、貫通電流も頻繁に生じる様子を示しているものである。
【００４０】
ＴＥＣ５１の使用用途としては、従来では、主にＣＰＵなどの機器の冷却に使用されることが多かったが、近年では、光送信器におけるＬＤ（Laser Daiode）の温度調整においても使用されるようになり、この場合は、外気温に応じて、ＴＥＣ５１に流す電流を可変にして、冷却および加熱の双方を行う必要が発生する。
【００４１】
ＬＤ温度調整における、ＴＥＣドライバ５０の制御では、冷却・加熱の切り替え時などにおいて、ＴＥＣ５１を冷却するでもなく、加熱するでもない状態にしたいケースがあり、所定時間の間、ＴＥＣ電流をできるだけ流さない状態に保つように使用する場合がある。
【００４２】
しかし、ＴＥＣ電流が０のときの、冷却・加熱の切替えポイントとなる動作点Ｂにおいては、ＴＥＣドライバ５０内部で発生する貫通電流やＰＷＭパターン等に歪みが生じるために、ＴＥＣ電流を０に制御してしまうと、電源ラインにノイズを与えてしまい、電源ラインにつながる光送信器内の他の制御系やモニタ素子などに誤動作や悪影響を及ぼしてしまう。
【００４３】
また、ＴＥＣ電流を単に０に近い値Δに固定的に設定して、ノイズ発生を抑制するような制御を行ったとしても、所定時間の間、ＴＥＣ電流ΔがＴＥＣ５１に常に流れることになるので、冷却または加熱のいずれかの方向にＴＥＣ５１が遷移してしまい（＋Δなら冷却、−Δなら加熱の方向に遷移する）、冷却方向にも加熱方向に遷移させないＴＥＣ電流が０付近の温度に保つことはできない。
【００４４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＴＥＣドライバが誤動作を起こす範囲に動作点がくることを回避して、ＴＥＣドライバの動作の安定化を図り、ノイズの発生を抑制した温度制御装置を提供することを目的とする。
【００４５】
また、本発明の他の目的は、ＴＥＣドライバが誤動作を起こす範囲に動作点がくることを回避して、ＴＥＣドライバの動作の安定化を図り、ノイズの発生を抑制して光伝送を行う光伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
上記課題を解決するために、温度制御を行う温度制御装置が提供される。この温度制御装置は、温度制御対象物に近接し、供給される電流に応じて温度を調節する温度調節デバイスと、制御電圧が印加されて前記電流を制御する温度調節ドライバと、前記温度制御対象物の温度を検出する温度検出部と、検出温度が目標温度になるように、前記制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、を備える。
【００４７】
ここで、電圧可変制御部は、温度一定化制御時に、設定すべき制御電圧が、温度調節ドライバが誤動作を起こす電圧範囲に入ることを認識した場合は、温度調節ドライバに対して、電圧範囲の最小側の近傍に位置する誤動作を起こさない第１の制御電圧値と、電圧範囲の最大側の近傍に位置する誤動作を起こさない第２の制御電圧値と、の設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、電圧範囲を回避して制御電圧の出力制御を行う。
【発明の効果】
【００４８】
温度調節ドライバに設定される制御電圧が、温度調節ドライバが誤動作を起こす電圧範囲に入ることを回避して、温度調節動作の安定化を図り、ノイズの発生を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は温度制御装置の原理図である。温度制御装置１０は、温度制御対象物１０ａ、温度調節デバイス１１ａ、温度調節ドライバ１２ａ、温度検出部３、電圧可変制御部４から構成される。
【００５０】
温度調節デバイス１１ａは、温度制御対象物１０ａに近接し、自己に供給される電流に応じて温度を調節する。温度調節ドライバ１２ａは、制御電圧Ｖａが印加されて出力電流を制御する。温度検出部３は、温度制御対象物１０ａの温度を検出する。電圧可変制御部４は、検出された温度が目標温度になるように、制御電圧Ｖａを可変出力して、温度一定化制御を行う。
【００５１】
ここで、電圧可変制御部４は、温度一定化制御時に、設定すべき制御電圧Ｖａの値が、温度調節ドライバ１２ａが誤動作を起こす電圧範囲ｈに入る（または近づく）ことを認識した場合は、温度調節ドライバ１２ａに対して、電圧範囲ｈの最小側の近傍に位置する誤動作を起こさない制御電圧値ｖ１（第１の制御電圧値）と、電圧範囲ｈの最大側の近傍に位置する誤動作を起こさない制御電圧値ｖ２（第２の制御電圧値）と、の設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、電圧範囲ｈを回避して制御電圧Ｖａの出力制御を行う。
【００５２】
なお、制御電圧値ｖ１、ｖ２の周期設定を行っているときに、外気温変化等によって温度制御対象物１０ａの調節すべき温度が変化し、あらたな制御電圧Ｖａを設定することになった場合、その設定すべき制御電圧Ｖａの値が、制御電圧値ｖ１以下、または制御電圧値ｖ２以上であれば、通常の温度一定化のフィードバック制御に戻る。
【００５３】
すなわち、制御電圧の可変制御では、設定すべき制御電圧Ｖａの値ｖが、ｖ１＜ｖ＜ｖ２にあるときは、制御電圧Ｖａとして制御電圧値ｖ１、ｖ２を交互に設定する周期設定を行い、制御電圧Ｖａの値ｖが、ｖ≦ｖ１またはｖ２≦ｖにあるときは、制御電圧Ｖａとして電圧値ｖをそのまま出力して通常の温度一定化制御を行う。
【００５４】
次に温度制御装置の具体的な構成および動作について説明する。図２は温度制御装置の構成を示す図である。温度制御装置１０−１は、温度制御対象物１０ａ、温度調節デバイス１１ａ、デバイス駆動部１２、温度検出部３、電圧可変制御部４から構成される。
【００５５】
温度調節デバイス１１ａは、ＴＥＣに該当し、温度制御対象物１０ａに近接して、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節する。デバイス駆動部１２は、温度調節ドライバ（ＴＥＣドライバに該当）１２ａ、コイルＬとコンデンサＣ０を含むＬＣフィルタ１２ｂおよび固定電圧源１２ｃを含む。
【００５６】
ＴＥＣドライバ１２ａには、可変電圧である第１の制御電圧（以下、Ｖｉｎ（＋））と、固定電圧である第２の制御電圧（以下、Ｖｉｎ（−））とが入力し、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との大小関係で、ＴＥＣ１１ａへ供給する電流の向きが変わり、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）との差分量で電流量が制御される。なお、ＴＥＣ、ＴＥＣドライバおよびＬＣフィルタに関する接続構成や動作については、図１４〜図１９で上述したので説明は省略する。
【００５７】
温度検出部３は、温度制御対象物１０ａの温度を検出する、電圧可変制御部４は、検出温度が目標温度になるように、Ｖｉｎ（＋）を可変出力して、温度一定化制御を行う。
図３は電圧可変制御部４の動作を説明するための図である。縦軸はＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ）、横軸はＴＥＣ１１ａに印加される差動入力電圧Ｖｄ（＝Ｖｉｎ（＋）−Ｖｉｎ（−））である。
【００５８】
ここで、Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）とが等しく、電流が０となるときのＴＥＣドライバ１２ａの動作点を中間動作点（動作点Ｂ）とし、動作点Ｂが含まれ、ＴＥＣドライバ１２ａが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲Ｈとする。
【００５９】
また、動作点Ｂに近づくほど冷却度が弱くなり、動作点Ｂから離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、誤動作範囲Ｈの近傍に位置して、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも大きいときのＴＥＣドライバ１２ａの動作点を第１の動作点（動作点Ｂ（＋））とする。
【００６０】
さらに、動作点Ｂに近づくほど加熱度が弱くなり、動作点Ｂから離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、誤動作範囲Ｈの近傍に位置して、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも小さいときのＴＥＣドライバ１２ａの動作点を第２の動作点（動作点Ｂ（−））とする。なお、動作点Ｂ（＋）を設定する際のＶｉｎ（＋）をＶｉｎＰ、動作点Ｂ（−）を設定する際のＶｉｎ（−）をＶｉｎＭとする。
【００６１】
このとき、電圧可変制御部４は、温度一定化制御時に、設定すべきＶｉｎ（＋）が、誤動作範囲Ｈに入る（または近づく）ことを認識した場合は、ＴＥＣドライバ１２ａに対して、誤動作範囲Ｈを回避して、動作点Ｂ（＋）の電圧値ＶｉｎＰと動作点Ｂ（−）の電圧値ＶｉｎＭとを周期的に繰り返し設定するように、Ｖｉｎ（＋）の出力制御を行う。
【００６２】
図４は動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）のときのＴＥＣドライバ１２ａの出力波形を示す図である。動作点Ｂ（−）の時間帯では、Ｖｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−）なので、Ｈ／Ｃ信号はHighであり、ＰＷＭ信号は、Lowのデューティが小さなパルスを出力する。
【００６３】
そして、動作点Ｂ（−）は、誤動作範囲Ｈの左側にあって、動作点Ｂの左近傍に位置するので、ＴＥＣドライバ１２ａのＨ／Ｃ端子とＰＷＭ端子との電位差は非常に小さいものとなり、−Δの微小なＴＥＣ電流であるＩＴＥＣ（−）が、Ｈ／Ｃ端子→ＰＷＭ端子の方向（図１４で示した、ＴＥＣの制御端子ｃ２→ｃ１の方向）に流れる。
【００６４】
一方、動作点Ｂ（＋）の時間帯では、Ｖｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−）なので、Ｈ／Ｃ信号はLowであり、ＰＷＭ信号は、Highのデューティが小さなパルスを出力する。そして、動作点Ｂ（＋）は、誤動作範囲Ｈの右側にあって、動作点Ｂの右近傍に位置するので、ＴＥＣドライバ１２ａのＰＷＭ端子とＨ／Ｃ端子との電位差は非常に小さいものとなり、＋Δの微小なＴＥＣ電流であるＩＴＥＣ（＋）が、ＰＷＭ端子→Ｈ／Ｃ端子の方向（図１４で示した、ＴＥＣの制御端子ｃ１→ｃ２の方向）に流れる。
【００６５】
このように、温度一定化制御時に、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに入るような状態になった場合には、ＴＥＣドライバ１２ａの動作点を、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを周期的に繰り返し設定することにした。
【００６６】
すなわち、電圧可変制御部４において、Ｖｉｎ（＋）の出力制御として、動作点Ｂ（＋）の設定電圧ＶｉｎＰと、動作点Ｂ（−）の設定電圧ＶｉｎＭとをＴＥＣドライバ１２ａの電圧入力端子ＩＮ＋に周期的に入力する。
【００６７】
このような制御を行うことにより、ＴＥＣドライバ１２ａ内部での過大な貫通電流の発生を抑制することができる（図４に示すように、動作点Ｂ（＋）、Ｂ（−）の変化点における電源ラインの電圧変動はわずかである）。また、ＰＷＭおよびＨ／Ｃの不規則パターンの発生も抑制することができ、ＴＥＣドライバ１２ａの誤動作を防止することが可能になる。
【００６８】
なお、動作点Ｂ（＋）、Ｂ（−）の周期設定モードのときに、外気温変化等によって温度制御対象物１０ａの調節すべき温度が変化し、あらたなＶｉｎ（＋）を設定することになった場合、その設定すべきＶｉｎ（＋）が、Ｖｉｎ（＋）≦ＶｉｎＭ、またはＶｉｎＰ≦Ｖｉｎ（＋）であれば、通常の温度一定化のフィードバック制御に戻ることになる（該当のあらたなＶｉｎ（＋）をそのまま出力する）。
【００６９】
ここで、例えば、ＴＥＣ１１ａの冷却・加熱の切り替え時などでは、ＴＥＣ電流の供給量を極力低減して、ＴＥＣ１１ａに対して、所定時間の間、冷却するでもなく、加熱するでもない状態にしたい場合があり、このような状態において、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに入るおそれがある。
【００７０】
ＴＥＣ電流が０または０に近い値になるようにＶｉｎ（＋）を設定すると、ＴＥＣドライバ１２ａが誤動作を引き起こし、ノイズを発生せるといった問題があったが、温度制御装置１０−１では、誤動作範囲ＨにＶｉｎ（＋）が入らないように、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）との状態を交互に設定する構成としたので、ＴＥＣドライバ１２ａの動作を安定化させることが可能になる。
【００７１】
なお、上記では、電圧可変制御部４は、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに入ったことを検出した場合に、動作点Ｂ（＋）、Ｂ（−）の周期設定モードとなるとしたが、ＴＥＣ１１ａの冷却・加熱の切り替えなどを上位で切り替え可能な装置では、上位からの設定指示にもとづいて、周期設定モードに入り、上位からの解除指示により、周期設定モードを解除するといった構成にすることも可能である。
【００７２】
次に、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）との繰り返し周期について説明する。動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）との繰り返し周期としては、ＴＥＣ電流が供給されたときにＴＥＣ１１ａの温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを切り替えるように、Ｖｉｎ（＋）の出力制御を行う。
【００７３】
具体的には、ＴＥＣ１１ａは、ＴＥＣ電流が供給されてから温度が変化するまでの時間は、秒単位（０．５〜５［ｓｅｃ］程度）なので、電圧可変制御部４が行う動作点切り替えは、マイクロ秒単位（またはミリ秒単位）で行う。例えば、動作点Ｂ（＋）を設定してからｔ［μｓｅｃ］経過したら動作点Ｂ（−）へ移行し、動作点Ｂ（−）の状態でｔ［μｓｅｃ］経過したら再び動作点Ｂ（＋）へ移行するといったことを繰り返す。
【００７４】
動作点Ｂの近傍において、このような時間周期で動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを交互に切り替えることで、ＴＥＣ１１ａには温度変化は生じず、冷却するでもなく、加熱するでもない、ＴＥＣ電流が０付近の温度状態に維持することができる。
【００７５】
次に動作点Ｂ（＋）、Ｂ（−）の設定手順について説明する。動作点Ｂ（＋）、Ｂ（−）を決めることは、設定電圧ＶｉｎＰ、ＶｉｎＭを決めることになる。
図５は設定電圧ＶｉｎＰ、ＶｉｎＭの決定手順の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
〔Ｓ１〕Ｖｉｎ（＋）を調節して、Ｖｉｎ（−）と等しい値にする。Ｖｉｎ（＋）とＶｉｎ（−）とが等しい動作点Ｂでは、電源ラインにノイズが生じ、ＴＥＣドライバ１２ａから出力される信号パターン（ＰＷＭ信号のパターンやＨ／Ｃ信号のパターン）も不規則になる。
【００７７】
〔Ｓ２〕電源ラインのノイズや、ＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンを測定しながら、Ｖｉｎ（＋）を徐々に増加させていく。すなわち、ＴＥＣドライバ１２ａの動作点を、動作点Ｂから右方向に徐々に離していく。
【００７８】
〔Ｓ３〕Ｖｉｎ（＋）を徐々に増加させていった場合に、電源ラインのノイズが所望のレベル（装置内の各素子に影響を及ぼさなくなるノイズレベル）まで下がり、かつＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンの不規則性がなくなるか判別する。ノイズが所望レベルまで下がり、各パターンの不規則性が消えたらステップＳ４へいき、そうでなければステップＳ２へ戻る。
【００７９】
〔Ｓ４〕電源ラインのノイズが所望のレベルまで下がり、かつＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンの不規則性がなくなる最小の電圧値を求める。この最小の電圧値を設定電圧ＶｉｎＰとする。
【００８０】
〔Ｓ１ａ〕Ｖｉｎ（＋）を調節して、Ｖｉｎ（−）と等しい値にする。
〔Ｓ２ａ〕電源ラインのノイズや、ＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンを測定しながら、Ｖｉｎ（＋）を徐々に減少させていく。すなわち、ＴＥＣドライバ１２ａの動作点を、動作点Ｂから左方向に徐々に離していく。
【００８１】
〔Ｓ３ａ〕Ｖｉｎ（＋）を徐々に減少させていった場合に、電源ラインのノイズが所望のレベル（装置内の各素子に影響を及ぼさなくなるノイズレベル）まで下がり、かつＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンの不規則性がなくなるか判別する。ノイズが所望レベルまで下がり、各パターンの不規則性が消えたらステップＳ４ａへいき、そうでなければステップＳ２ａへ戻る。
【００８２】
〔Ｓ４ａ〕電源ラインのノイズが所望のレベルまで下がり、かつＰＷＭパターンおよびＨ／Ｃパターンの不規則性がなくなる最大の電圧値を求める。この最大の電圧値を設定電圧ＶｉｎＭとする。
【００８３】
次に上述した温度制御装置１０−１の機能を、光伝送装置に適用した場合について説明する。図６は光伝送装置の構成を示す図である。光伝送装置１−１は、温度調節器１１、デバイス駆動部１２、光送信部１３、Ｒ／Ｖ部（抵抗値／電圧変換部）１４、ＡＴＣ（Auto Temperature Control）部１５、スプリッタ２１ａ、ＰＤ２２ａ、Ｉ／Ｖ部２３ａ、Ａ／Ｄ部２４ａ、２４ｂ、ＡＰＣ（Auto Power Control）部２５、Ｄ／Ａ部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、ＤＦＢレーザドライバ２７、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier）ドライバ２８から構成される。
【００８４】
温度調節器１１は、ＴＥＣ１１ａとサーミスタ１１ｂを含む。デバイス駆動部１２は、ＴＥＣドライバ１２ａ、ＬＣフィルタ１２ｂ、固定電圧源１２ｃを含む。光送信部１３は、ＤＦＢレーザ１３ａ、ＳＯＡ１３ｂを含み、ＴＥＣ１１ａ上に搭載される。ＡＴＣ部１５は、電圧／温度変換部１５ａ、ディジタル演算処理部１５ｂ、電圧可変制御部１５ｃを含む。
【００８５】
最初に光出力動作について説明する。ＤＦＢレーザ１３ａから所定の波長λ０で発振させるための駆動電流のディジタル値が、Ｄ／Ａ部２６ｂに入力する。Ｄ／Ａ部２６ｂは、入力されたディジタル値をアナログ値に変換する。ＤＦＢレーザドライバ２７は、Ｄ／Ａ部２６ｂから出力された設定値にもとづくＬＤ駆動電流を出力する。
【００８６】
ＤＦＢレーザ１３ａは、ＬＤ駆動電流を受信して、信号光を発振する。ＳＯＡ１３ｂは、ＳＯＡドライバ２８から出力されるＳＯＡ駆動電流により、信号光を増幅して出力する。
【００８７】
スプリッタ２１ａは、ＳＯＡ１３ｂから出力された信号光を２分岐し、一方を光ファイバを通じて後段へ出力し、他方をＰＤ２２ａへ出力する。ＰＤ２２ａは、信号光を光電流に変換する。Ｉ／Ｖ部２３ａは、光電流をアナログ電圧に変換し、Ａ／Ｄ部２４ａは、Ｉ／Ｖ部２３ａから出力されたアナログ電圧を、ＰＤモニタ信号であるディジタル電圧値に変換する。
【００８８】
ＡＰＣ部２５は、Ａ／Ｄ部２４ａから出力されたＰＤモニタ信号と、目標光出力パワー値とが入力し、ＰＤ２２ａで受信した信号光のパワーが、目標光出力パワー値となるようなディジタル制御信号を生成する。
【００８９】
Ｄ／Ａ部２６ａは、ＡＰＣ部２５から出力されたディジタル制御信号をアナログ値に変換する。ＳＯＡドライバ２８は、Ｄ／Ａ部２６ａから出力された設定値にもとづくＳＯＡ駆動電流を生成してＳＯＡ１３ｂへ入力する。
【００９０】
次に温度制御について説明する。サーミスタ１１ｂは、ＤＦＢレーザ１３ａの温度を検出する。Ｒ／Ｖ部１４は、温度によって変化するサーミスタ１１ｂの抵抗値をアナログ電圧信号に変換する。Ａ／Ｄ部２４ｂは、Ｒ／Ｖ部１４から出力されたアナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換する。
【００９１】
電圧／温度変換部１５ａは、Ａ／Ｄ部２４ｂから出力されたディジタル電圧信号をディジタルの検出温度値Ｔmonに変換する。ディジタル演算処理部１５ｂは、ＤＦＢレーザ１３ａから目標とする波長λ０を発振させるべき目標温度値Ｔrefと、電圧／温度変換部１５ａから出力された検出温度値Ｔmonとの差分温度値を求め、この差分温度値を小さくするための温度電圧信号ｕ（ディジタル値）を生成する。
【００９２】
電圧可変制御部１５ｃは、誤動作範囲Ｈに温度電圧信号ｕが含まれるか否かの判別を行う。温度電圧信号ｕがＶｉｎＭ＜ｕ＜ＶｉｎＰであり、誤動作範囲Ｈに含まれることを認識した場合は、ＴＥＣドライバ１２ａに対して、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを周期的に繰り返すように、ＶｉｎＭ、ＶｉｎＰを交互に出力する。Ｄ／Ａ部２６ｃは、電圧可変制御部１５ｃから出力されるディジタルの制御電圧をアナログ値に変換してＴＥＣドライバ１２ａに入力する。
【００９３】
次にフローチャートを用いて光伝送装置１の温度制御の動作について説明する。図７は温度制御の動作を示すフローチャートである。
〔Ｓ１１〕ディジタル演算処理部１５ｂは、温度電圧信号ｕを生成する。
【００９４】
〔Ｓ１２〕電圧可変制御部１５ｃは、温度電圧信号ｕが、動作点Ｂ（−）の設定電圧ＶｉｎＭよりも大きく、動作点Ｂ（＋）の設定電圧ＶｉｎＰよりも小さいか否かを判別する。ｕ≦ＶｉｎＭ、またはＶｉｎＰ≦ｕの場合はステップＳ１３へいき、ＶｉｎＭ＜ｕ＜ＶｉｎＰの場合はステップＳ１４へいく。
【００９５】
〔Ｓ１３〕ｕ≦ＶｉｎＭの場合は、図２２に示すような定常状態であり、ＶｉｎＰ≦ｕの場合は、図２３に示すような定常状態であるので、電圧可変制御部１５ｃは、温度電圧信号ｕをそのまま出力する。
【００９６】
〔Ｓ１４〕電圧可変制御部１５ｃは、フラグの状態を判別する。なお、フラグは、次に設定する動作点の指示器として働き、フラグ＝０は、動作点Ｂ（−）の設定を指示し、フラグ＝１は、動作点Ｂ（＋）の設定を指示する。フラグ＝１ならステップＳ１５へ、フラグ＝０ならステップＳ１７へいく。
【００９７】
〔Ｓ１５〕電圧可変制御部１５ｃは、次回、動作点Ｂ(−)を設定することを指示するために、フラグを０に設定する。
〔Ｓ１６〕電圧可変制御部１５ｃは、ＶｉｎＰを出力して、動作点Ｂ（＋）に設定を切り替える。
【００９８】
〔Ｓ１７〕電圧可変制御部１５ｃは、次回、動作点Ｂ(＋)を設定することを指示するために、フラグを１に設定する。
〔Ｓ１８〕電圧可変制御部１５ｃは、ＶｉｎＭを出力して、動作点Ｂ（−）に設定を切り替える。
【００９９】
図８は温度制御の動作を示すフローチャートである。図７で示した温度制御の変形動作を示している。上記で説明した周期設定モードでは、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを互いに１回ずつ設定するとしたが、変形動作では、動作点Ｂ（＋）をｐ回設定した後に、動作点Ｂ（−）をｍ回設定するものである。
【０１００】
すなわち、図７では、動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（−）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（−）→・・・と繰り返すが、図８では、例えば、ｐ＝３、ｍ＝２とすると、動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（−）→動作点Ｂ（−）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（＋）→動作点Ｂ（−）→・・・というように、動作点Ｂ（＋）を３回設定した後に、動作点Ｂ（−）を２回設定するといったことを繰り返すものである。
【０１０１】
〔Ｓ２１〕ディジタル演算処理部１５ｂは、温度電圧信号ｕを生成する。
〔Ｓ２２〕電圧可変制御部１５ｃは、温度電圧信号ｕが、動作点Ｂ（−）の設定電圧ＶｉｎＭ（ｍ）よりも大きく、動作点Ｂ（＋）の設定電圧ＶｉｎＰ（ｐ）よりも小さいか否かを判別する。ｕ≦ＶｉｎＭ（ｍ）、またはＶｉｎＰ（ｐ）≦ｕの場合はステップＳ２３へいき、ＶｉｎＭ（ｍ）＜ｕ＜ＶｉｎＰ（ｐ）の場合はステップＳ２４へいく。なお、ｐは動作点Ｂ（＋）の設定回数（ＶｉｎＰの出力回数）であり、ｍは動作点Ｂ（−）の設定回数（ＶｉｎＭの出力回数）である。
【０１０２】
〔Ｓ２３〕ｕ≦ＶｉｎＭ（ｍ）の場合は、図２２に示すような定常状態であり、ＶｉｎＰ（ｐ）≦ｕの場合は、図２３に示すような定常状態であるので、電圧可変制御部１５ｃは、温度電圧信号ｕをそのまま出力し、Ｖｉｎ（＋）として温度電圧信号ｕを設定する。
【０１０３】
〔Ｓ２４〕電圧可変制御部１５ｃは、フラグの状態を判別する。フラグは、次に設定する動作点の指示器として働き、フラグ＝０は、動作点Ｂ（−）の設定を指示し、フラグ＝１は、動作点Ｂ（＋）の設定を示す。フラグ＝１ならステップＳ２５へ、フラグ＝０ならステップＳ２６へいく。
【０１０４】
〔Ｓ２５〕電圧可変制御部１５ｃは、カウント値ｐ（Counter p）に１を加算して設定回数をインクリメントする。
〔Ｓ２５ａ〕電圧可変制御部１５ｃは、カウント値ｐが、あらかじめ定めた最大設定回数値（Max p）よりも大きいか否かを判断する。カウント値ｐが最大設定回数値を超える場合はステップＳ２５ｂへ、カウント値ｐが最大設定回数値を超えない場合はステップＳ２５ｄへいく。
【０１０５】
〔Ｓ２５ｂ〕カウント値ｐを０にして初期状態に戻す。
〔Ｓ２５ｃ〕電圧可変制御部１５ｃは、次回、動作点Ｂ(−)を設定することを指示するために、フラグを０に設定する。
【０１０６】
〔Ｓ２５ｄ〕電圧可変制御部１５ｃは、ＶｉｎＰ（ｐ）を出力して、動作点Ｂ（＋）を設定する。
〔Ｓ２６〕電圧可変制御部１５ｃは、カウント値ｍ（Counter ｍ）に１を加算して設定回数をインクリメントする。
【０１０７】
〔Ｓ２６ａ〕電圧可変制御部１５ｃは、カウント値ｍが、あらかじめ定めた最大設定回数値（Max m）よりも大きいか否かを判断する。カウント値ｍが最大設定回数値を超える場合はステップＳ２６ｂへ、カウント値ｍが最大設定回数値を超えない場合はステップＳ２６ｄへいく。
【０１０８】
〔Ｓ２６ｂ〕カウント値ｍを０にして初期状態に戻す。
〔Ｓ２６ｃ〕電圧可変制御部１５ｃは、次回、動作点Ｂ(＋)を設定することを指示するために、フラグを１に設定する。
【０１０９】
〔Ｓ２６ｄ〕電圧可変制御部１５ｃは、ＶｉｎＭ（ｍ）を出力して、動作点Ｂ（−）を設定する。
図８のような制御を行うことにより、ＴＥＣ１１ａを微小に冷却側または微小に加熱側に設定しておくといった調整が可能になる。すなわち、ＤＦＢレーザ１３ａを冷却側の状態に傾けておく場合は（微小に冷やしておきたい場合）、ｍ＜ｐと設定して、動作点Ｂ（−）の状態よりも動作点Ｂ（＋）の状態となる回数を多くする。
【０１１０】
さらに、ＤＦＢレーザ１３ａを加熱側の状態に傾けておく場合は（微小に暖めておきたい場合）、ｍ＞ｐと設定して、動作点Ｂ（＋）の状態よりも動作点Ｂ（−）の状態となる回数を多くする。なお、ＤＦＢレーザ１３ａを冷却側にも加熱側にも移行しない状態にする場合は、ｍ＝ｐ（＝１）とする。
【０１１１】
次に動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを周期設定したときのＴＥＣ１１ａの温度変化の実測結果について説明する。図９は周期設定モード時のＴＥＣ１１ａの温度変化を示す図である。ＴＥＣ１１ａのＴＥＣ効率は、１００℃／Ａであり（ＴＥＣ電流＝１［Ａ］でＴＥＣ１１ａは１００℃変化する）、ＴＥＣ時定数は、５ｓｅｃである（ＴＥＣ１１ａをある動作点で駆動した場合、５ｓｅｃ経過後にその動作点に対応する温度になることを意味する）。
【０１１２】
動作点Ｂ（＋）の設定区間では、ＴＥＣ１１ａの温度は減少方向に向かい、動作点Ｂ（−）の設定区間では、ＴＥＣ１１ａの温度は増加方向に向かう。また、ＴＥＣ時定数＝５ｓｅｃなので、例えば、動作点Ｂ（＋）の状態のままだと、５ｓｅｃ後に動作点Ｂ（＋）の温度になる。
【０１１３】
ここで、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを２５ｍｓ周期で切り替え（ＴＥＣドライバ１２ａのＶｉｎ（＋）の入力として、ＶｉｎＰとＶｉｎＭとを２５ｍｓ周期で印加する）、このときのＴＥＣ電流Δが、＋Δ＝−Δ＝０．０１［Ａ］であるとき、ＴＥＣ１１ａの目標温度Ｔ０に対して、目標温度Ｔ０を中心にして、温度の上下の振れ幅が０．０１℃よりも小さくなるように制御することができる。この温度振れ幅０．０１℃は、波長に換算すると１ピコ程度に該当するが、ＤＦＢレーザ１３ａの１ｐｍ程度の発振波長の変動は、通信に影響を与えるものではない。
【０１１４】
次に光伝送装置の変形例について説明する。図６で示した光伝送装置１−１では、サーミスタ１１ｂでモニタした検出温度が、ＤＦＢレーザ１３ａから目標とする波長を発振させるべき目標温度になるようにＡＴＣを行い、このＡＴＣ処理の過程において、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに入る場合には、周期設定モードに移行することとした。
【０１１５】
これに対し、変形例の光伝送装置では、ＤＦＢレーザ１３ａから発振される波長をモニタし、モニタ波長がＤＦＢレーザ１３ａから発振すべき目標波長になるようなＡＦＣ（Auto Frequency Control）を行う。そして、このＡＦＣ処理の過程において、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに入る場合には、周期設定モードに移行するものである。
【０１１６】
図１０は光伝送装置の構成を示す図である。光伝送装置１−２は、ＴＥＣ１１ａ、デバイス駆動部１２、光送信部１３、ＡＦＣ部１６、スプリッタ２１ａ、２１ｂ、ＰＤ２２ａ、Ｉ／Ｖ部２３ａ、Ａ／Ｄ部２４ａ、ＡＰＣ部２５、Ｄ／Ａ部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、ＤＦＢレーザドライバ２７、ＳＯＡドライバ２８、波長モニタ部３０から構成される。
【０１１７】
デバイス駆動部１２は、ＴＥＣドライバ１２ａ、ＬＣフィルタ１２ｂ、固定電圧源１２ｃを含む。光送信部１３は、ＤＦＢレーザ１３ａ、ＳＯＡ１３ｂを含み、ＴＥＣ１１ａ上に搭載される。また、ＡＦＣ部１６は、電圧／電流変換部１６ａ、ディジタル演算処理部１６ｂ、電圧可変制御部１６ｃを含む。さらに、波長モニタ部３０は、エタロンフィルタ３１、ＰＤ３２、Ｉ／Ｖ部３３、Ａ／Ｄ部３４を含む。
【０１１８】
温度制御について説明する（光出力動作は図６で上述した内容と同じである）。ＤＦＢレーザ１３ａから信号光が発振し、ＳＯＡ１３ｂにより増幅される。ＳＯＡ１３ｂから出力された信号光は、スプリッタ２１ａで分岐され、一方は光ファイバを通じて後段へ出力し、他方はスプリッタ２１ｂへ流れる。スプリッタ２１ｂは、入射した信号光を２分岐して、一方をＡＰＣを行うためのＰＤ２２ａへ出力し、他方を波長モニタ部３０へ出力する。
【０１１９】
エタロンフィルタ３１は、入射した信号光の波長に対応する光パワーを出力する。ＰＤ３２は、エタロンフィルタ３１から出力された光パワーを光電流に変換し、Ｉ／Ｖ部３３は、光電流を電圧信号に変換する。Ａ／Ｄ部３４は、アナログの電圧信号をディジタル値に変換してＡＦＣ部１６へ出力する。
【０１２０】
電圧／電流変換部１６ａは、Ａ／Ｄ部３４から出力されたディジタル電圧信号をディジタルの電流信号Ｉmon（モニタ波長信号）に変換する。ディジタル演算処理部１６ｂは、ＤＦＢレーザ１３ａから発振させるべき目標波長に対応する目標電流値（目標波長信号）Ｉrefと、電圧／電流変換部１６ａから出力された電流信号Ｉmonとの差分値を求め、この差分値を小さくするための温度電圧信号ｕ（ディジタル値）を生成する。
【０１２１】
電圧可変制御部１６ｃは、誤動作範囲Ｈに温度電圧信号ｕが含まれるか否かの判別を行う。温度電圧信号ｕがＶｉｎＭ＜ｕ＜ＶｉｎＰであり、誤動作範囲Ｈに含まれることを認識した場合は、ＴＥＣドライバ１２ａに対して、動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）とを周期的に繰り返すように、ＶｉｎＭ、ＶｉｎＰを交互に出力する。Ｄ／Ａ部２６ｃは、電圧可変制御部１６ｃから出力されるディジタルの制御電圧をアナログ値に変換してＴＥＣドライバ１２ａに入力する。
【０１２２】
次に他の実施の形態として、ＤＦＢ駆動電流が変化することによって、ＤＦＢレーザ１３ａの発振波長が変化すること（ＤＦＢレーザ１３ａの電流特性）を利用して、ＤＦＢ駆動電流を増減させることによって、動作点Ｂを含む誤動作範囲Ｈを避けるための制御について説明する。
【０１２３】
図１１はＤＦＢ駆動電流によるＴＥＣドライバ１２ａの動作点の移動を示す図である。縦軸はＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ）、横軸はＴＥＣ１１ａに印加される差動入力電圧Ｖｄ（＝Ｖｉｎ（＋）−Ｖｉｎ（−））である。なお、Ｖｉｎ（−）＝０と考え、フルスケールを±１．２５Ｖとした場合、Ｖｉｎ（＋）＝±５０ｍＶが図の斜線部の領域に該当する。
【０１２４】
ここで、ＤＦＢレーザ１３ａから所定波長λ０を発振させるものとする。また、ＤＦＢレーザ１３ａでは、温度が高くなると発振波長は増加し、温度が低くなると発振波長は低下する。さらに、ＤＦＢ駆動電流が増加すると発振波長は増加し、ＤＦＢ駆動電流が低下すると発振波長は低下するものである。
【０１２５】
（Ａ）動作点がＶｉｎ（＋）＞Ｖｉｎ（−）の範囲にあった場合。
（ａ１）現在のＤＦＢレーザ１３ａの動作環境温度が、所定温度よりも冷却度が高い場合、ＤＦＢレーザ１３ａの発振波長は、λ０よりも小さい値に変動しようとする。
【０１２６】
（ａ２）温度一定化制御により、ＴＥＣドライバ１２ａは、Ｖｉｎ（＋）をＶｉｎ（−）に近づけていき（ＩＴＥＣ（＋）を減少させていき）、冷却度を弱める方向に動作点を移行させる。
【０１２７】
（ａ３）冷却度を弱める方向に動作点を移行させている場合に、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに近づくことを認識すると、Ｖｉｎ（＋）の可変制御による温度一定化制御は停止する。そして、ＤＦＢ駆動電流を増加させて、発振波長の低下を抑制して発振波長がλ０になるように制御する。
【０１２８】
（Ｂ）動作点がＶｉｎ（＋）＜Ｖｉｎ（−）の範囲にあった場合。
（ｂ１）現在のＤＦＢレーザ１３ａの動作環境温度が、所定温度よりも加熱度が高い場合、ＤＦＢレーザ１３ａの発振波長は、λ０よりも大きい値に変動しようとする。
【０１２９】
（ｂ２）温度一定化制御により、ＴＥＣドライバ１２ａは、Ｖｉｎ（＋）をＶｉｎ（−）に近づけていき（ＩＴＥＣ（−）を減少させていき）、加熱度を弱める方向に動作点を移行させる。
【０１３０】
（ｂ３）加熱度を弱める方向に動作点を移行させている場合に、Ｖｉｎ（＋）が誤動作範囲Ｈに近づくことを認識すると、Ｖｉｎ（＋）の可変制御による温度一定化制御は停止する。そして、ＤＦＢ駆動電流を減少させて、発振波長の増加を抑制して発振波長がλ０になるように制御する。
【０１３１】
このように、誤動作範囲ＨにＶｉｎ（＋）が入らない範囲までは、Ｖｉｎ（＋）を可変出力して、発振波長を一定化させる制御を行い、誤動作範囲ＨにＶｉｎ（＋）が入る（または近づく）場合には、温度一定化制御からＤＦＢ駆動電流の制御に切り替えて、発振波長の一定化を行う。
【０１３２】
次に図１１で上述した制御機能を有する光伝送装置について説明する。図１２は光伝送装置の構成を示す図である。光伝送装置３は、ＴＥＣ１１ａ、デバイス駆動部１２、光送信部１３、ＡＦＣ部１６−１、スプリッタ２１ａ、２１ｂ、ＰＤ２２ａ、Ｉ／Ｖ部２３ａ、Ａ／Ｄ部２４ａ、ＡＰＣ部２５、Ｄ／Ａ部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、ＤＦＢレーザドライバ２７、ＳＯＡドライバ２８、波長モニタ部３０から構成される。
【０１３３】
デバイス駆動部１２は、ＴＥＣドライバ１２ａ、ＬＣフィルタ１２ｂ、固定電圧源１２ｃを含む。光送信部１３は、ＤＦＢレーザ１３ａ、ＳＯＡ１３ｂを含み、ＴＥＣ１１ａ上に搭載される。
【０１３４】
ＡＦＣ部１６−１は、電圧／電流変換部１６ａ、ディジタル演算処理部１６ｂ、制御部１６ｄを含む。波長モニタ部３０は、エタロンフィルタ３１、ＰＤ３２、Ｉ／Ｖ部３３、Ａ／Ｄ部３４を含む。
【０１３５】
なお、光伝送装置３は、構成ブロックとして、図１０で上述した光伝送装置１−２の電圧可変制御部１６ｃが制御部１６ｄとなっているだけで、その他の構成ブロックは同じなので、制御部１６ｄのみ説明する。
【０１３６】
制御部１６ｄは、波長モニタ部３０から出力されたモニタ波長信号が、目標波長信号になるように、Ｖｉｎ（＋）を可変出力する温度一定化制御を行い、ＤＦＢレーザ１３ａの駆動信号の設定制御を行う。
【０１３７】
この場合、制御部１６ｄは、図１１で上述したように、温度一定化制御時に、設定すべきＶｉｎ（＋）が、誤動作範囲Ｈに入ることを認識した場合は、温度一定化制御を停止して、ＤＦＢレーザ１３ａの駆動信号（Ｄ／Ａ部２６ｂの入力ディジタル値）を増減させることで、ＤＦＢレーザ１３ａから目標の発振波長を出力させる。
【０１３８】
図１３はＤＦＢ駆動電流と動作点との遷移関係を示す図である。左縦軸はＴＥＣ電流（ＩＴＥＣ）、右縦軸はＤＦＢ駆動電流であり、横軸はＴＥＣ１１ａに印加される差動入力電圧Ｖｄ（＝Ｖｉｎ（＋）−Ｖｉｎ（−））である。
【０１３９】
Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも大きいときのＴＥＣドライバ１２ａの動作点Ｃ０（第１の動作点）が、誤動作範囲Ｈを除き、動作点Ｂに近づくほど冷却度が弱くなり、動作点Ｂから離れるほど冷却度が強まる範囲Ｄ１にあり、ＤＦＢレーザ１３ａの発振波長が、目標の発振波長よりも低下してきた場合を考える。
【０１４０】
この場合は、Ｖｉｎ（＋）をＶｉｎ（−）に近づけていき、冷却度を弱める方向に動作点Ｃ０を移行させて（矢印Ｘ１ａ）、発振波長を増加させる。また、このときのＤＦＢ駆動電流は増加方向に制御（矢印Ｘ１ｂ）することで、動作点Bに近づくことを抑制する。ＤＦＢの電流増加による発振波長の増加による効果によって、Ｖｄが誤動作範囲Ｈに入る前の動作点Ｘ２ａで安定する。
【０１４１】
一方、Ｖｉｎ（＋）がＶｉｎ（−）よりも小さいときのＴＥＣドライバ１２ａの動作点Ａ０（第２の動作点）が、誤動作範囲Ｈを除き、動作点Ｂに近づくほど加熱度が弱くなり、動作点Ｂら離れるほど加熱度が強まる範囲Ｄ２にあり、ＤＦＢレーザ１３ａの発振波長が、目標の発振波長よりも増加してきた場合を考える。
【０１４２】
この場合は、Ｖｉｎ（＋）をＶｉｎ（−）に近づけていき、加熱度を弱める方向に動作点Ａ０を移行させて（矢印Ｙ１ａ）、発振波長を低下させる。また、このときのＤＦＢ駆動電流は減少方向に制御（矢印Ｙ１ｂ）することで、動作点Ｂに近づくことを抑制する。ＤＦＢの電流減少による発振波長の低下による効果によって、Ｖｄが誤動作範囲Ｈに入る前の動作点Ｙ２ａで安定する。
【０１４３】
（付記１）  温度制御を行う温度制御装置において、
温度制御対象物に近接し、供給される電流に応じて温度を調節する温度調節デバイスと、
制御電圧が印加されて前記電流を制御する温度調節ドライバと、
前記温度制御対象物の温度を検出する温度検出部と、
検出温度が目標温度になるように、前記制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記制御電圧が、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす電圧範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記電圧範囲の最小側の近傍に位置する誤動作を起こさない第１の制御電圧値と、前記電圧範囲の最大側の近傍に位置する誤動作を起こさない第２の制御電圧値との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記電圧範囲を回避して前記制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする温度制御装置。
（付記２）  前記電圧可変制御部は、前記温度調節デバイスに前記電流が供給されたときに温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、前記第１の制御電圧値と前記第２の制御電圧値とを交互に切り替えるように、前記制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする付記１記載の温度制御装置。
【０１４４】
（付記３）  前記電圧可変制御部は、前記周期設定モード時に、前記第１の制御電圧値をｍ回続けて周期的に出力し、前記第２の制御電圧値をｐ回続けて周期的に出力する設定を繰り返すことを特徴とする付記１記載の温度制御装置。
【０１４５】
（付記４）  温度制御を行う温度制御装置において、
温度制御対象物に近接し、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節する温度調節デバイスと、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
前記温度制御対象物の温度を検出する温度検出部と、
検出温度が目標温度になるように、前記第１の制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とし、
前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの動作点を第１の動作点とし、
前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの動作点を第２の動作点とした場合に、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記第１の動作点と前記第２の動作点との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記誤動作範囲を回避して、前記第１の制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする温度制御装置。
【０１４６】
（付記５）  前記電圧可変制御部は、前記温度調節デバイスに前記電流が供給されたときに温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、前記第１の動作点と前記第２の動作点とを切り替えるように、前記第１の制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする付記４記載の温度制御装置。
【０１４７】
（付記６）  前記電圧可変制御部は、前記周期設定モード時に、前記第１の動作点をｐ回続けて周期的に出力し、前記第２の動作点をｍ回続けて周期的に出力する設定を繰り返すように、前記第１の制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする付記４記載の温度制御装置。
【０１４８】
（付記７）  前記温度調節ドライバの動作点が、前記誤動作範囲にあるときに発生するノイズが、装置内の各素子に影響を及ぼさなくなるノイズレベルまで抑制するように、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも大きく遷移させていき、
ノイズが抑制される最小の値となった前記第１の制御電圧を、前記第１の動作点の設定電圧とし、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも小さく遷移させていき、
ノイズが抑制される最大の値となった前記第１の制御電圧を、前記第２の動作点の設定電圧とする、
ことを特徴とする付記４記載の温度制御装置。
【０１４９】
（付記８）  光伝送を行う光伝送装置において、
信号光を発振する半導体レーザと、
前記半導体レーザの温度を検出するサーミスタと、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節して、前記半導体レーザの温度調節を行う温度調節デバイスと、を含み、前記半導体レーザに近接する温度調節器と、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
温度によって変化する前記サーミスタの抵抗値を電圧信号に変換する抵抗値／電圧変換部と、
前記抵抗値／電圧変換部から出力された前記電圧信号を検出温度に変換する電圧／温度変換部と、
前記半導体レーザから目標とする波長を発振させるべき目標温度と、前記検出温度との差分温度値を求め、前記差分温度値を小さくするための温度電圧信号を生成する演算処理部と、
前記温度電圧信号にもとづいて、前記検出温度が前記目標温度になるように、前記第１の制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とし、
前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの動作点を第１の動作点とし、
前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの動作点を第２の動作点とした場合に、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記第１の動作点と前記第２の動作点との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記誤動作範囲を回避して、前記第１の制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする光伝送装置。
【０１５０】
（付記９）  前記電圧可変制御部は、前記温度調節デバイスに前記電流が供給されたときに温度が変化する電流・温度の伝達特性の時定数よりも早い周期で、前記第１の動作点と前記第２の動作点とを切り替えるように、前記第１の制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
【０１５１】
（付記１０）  前記電圧可変制御部は、前記周期設定モード時に、前記第１の動作点をｐ回続けて周期的に出力し、前記第２の動作点をｍ回続けて周期的に出力する設定を繰り返すように、前記第１の制御電圧の出力制御を行うことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
【０１５２】
（付記１１）  前記温度調節ドライバの動作点が、前記誤動作範囲にあるときに発生するノイズが、装置内の各素子に影響を及ぼさなくなるノイズレベルまで抑制するように、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも大きく遷移させていき、
ノイズが抑制される最小の値となった前記第１の制御電圧を、前記第１の動作点の設定電圧とし、
前記中間動作点から、前記第１の制御電圧の電圧値を前記第２の制御電圧よりも小さく遷移させていき、
ノイズが抑制される最大の値となった前記第１の制御電圧を、前記第２の動作点の設定電圧とする、
ことを特徴とする付記８記載の光伝送装置。
【０１５３】
（付記１２）  光伝送を行う光伝送装置において、
信号光を発振する半導体レーザと、
前記半導体レーザに近接し、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節して、温度調節を行う温度調節デバイスと、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
前記半導体レーザから発振される前記信号光の波長をモニタして、モニタ波長信号に変換する波長モニタ部と、
前記半導体レーザから発振させるべき目標波長に対応する目標波長信号と、前記モニタ信号との差分値を求め、前記差分値を小さくするための温度電圧信号を生成する演算処理部と、
前記温度電圧信号にもとづいて、前記モニタ波長信号の値が前記目標波長信号の値になるように、前記第１の制御電圧を可変出力して、温度一定化制御を行う電圧可変制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とし、
前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの動作点を第１の動作点とし、
前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、前記誤動作範囲の近傍に位置して、前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの動作点を第２の動作点とした場合に、
前記電圧可変制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に入ることを認識した場合は、
前記温度調節ドライバに対して、前記第１の動作点と前記第２の動作点との設定を周期的に繰り返す周期設定モードになって、前記誤動作範囲を回避して、前記第１の制御電圧の出力制御を行う、
ことを特徴とする光伝送装置。
【０１５４】
（付記１３）  光伝送を行う光伝送装置において、
信号光を発振する半導体レーザと、
前記半導体レーザに近接し、供給される電流の向きに応じて冷却・加熱を切り替え、電流量に応じて冷却または加熱の度合いを調節して、温度調節を行う温度調節デバイスと、
可変電圧である第１の制御電圧と、固定電圧である第２の制御電圧とが入力し、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との大小関係で前記電流の向きを変え、前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧との差分量で前記電流量を制御する温度調節ドライバと、
前記半導体レーザから発振される前記信号光の波長をモニタして、モニタ波長信号に変換する波長モニタ部と、
前記半導体レーザから発振させるべき目標波長に対応する目標波長信号と、前記モニタ信号との差分値を求め、前記差分値を小さくするための温度電圧信号を生成する演算処理部と、
前記温度電圧信号にもとづいて、前記モニタ波長信号の値が前記目標波長信号の値になるように、前記第１の制御電圧を可変出力する温度一定化制御および前記半導体レーザの駆動信号の設定制御を行う制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧と前記第２の制御電圧とが等しく、前記電流量が０となるときの前記温度調節ドライバの動作点である中間動作点が含まれ、前記温度調節ドライバが誤動作を起こす範囲を誤動作範囲とした場合、
前記制御部は、
前記温度一定化制御時に、設定すべき前記第１の制御電圧が、前記誤動作範囲に近づくにつれて、前記半導体レーザの前記駆動信号を増減させることで、前記半導体レーザから目標の発振波長を出力させる、
ことを特徴とする光伝送装置。
【０１５５】
（付記１４）  前記制御部は、
前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも大きいときの前記温度調節ドライバの第１の動作点が、前記誤動作範囲を除き、前記中間動作点に近づくほど冷却度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど冷却度が強まる範囲にあって、
前記半導体レーザの発振波長が、目標の発振波長よりも低下してきた場合、
前記第１の制御電圧を前記第２の制御電圧に近づけていき、冷却度を弱める方向に前記第１の動作点を移行させて、前記発振波長を増加させ、
冷却度を弱める方向に前記第１の動作点を移行させている場合に、前記第１の制御電圧が前記誤動作範囲の近傍に近づくことを認識した場合は、前記駆動信号を増加させることで、前記発振波長を増加させ、
前記第１の制御電圧が前記第２の制御電圧よりも小さいときの前記温度調節ドライバの第２の動作点が、前記誤動作範囲を除き、前記中間動作点に近づくほど加熱度が弱くなり、前記中間動作点から離れるほど加熱度が強まる範囲にあって、
前記半導体レーザの発振波長が、目標の発振波長よりも増加してきた場合、
前記第１の制御電圧を前記第２の制御電圧に近づけていき、加熱度を弱める方向に前記第２の動作点を移行させて、前記発振波長を低下させ、
加熱度を弱める方向に前記第２の動作点を移行させている場合に、前記第２の制御電圧が前記誤動作範囲の近傍に近づくことを認識した場合は、前記駆動信号を減少させることで、前記発振波長を低下させる、
ことを特徴とする付記１３記載の光伝送装置。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】温度制御装置の原理図である。
【図２】温度制御装置の構成を示す図である。
【図３】電圧可変制御部の動作を説明するための図である。
【図４】動作点Ｂ（＋）と動作点Ｂ（−）のときのＴＥＣドライバの出力波形を示す図である。
【図５】設定電圧の決定手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】光伝送装置の構成を示す図である。
【図７】温度制御の動作を示すフローチャートである。
【図８】温度制御の動作を示すフローチャートである。
【図９】周期設定モード時のＴＥＣの温度変化を示す図である。
【図１０】光伝送装置の構成を示す図である。
【図１１】ＤＦＢ駆動電流によるＴＥＣドライバの動作点の移動を示す図である。
【図１２】光伝送装置の構成を示す図である。
【図１３】ＤＦＢ駆動電流と動作点との遷移関係を示す図である。
【図１４】ＴＥＣドライバ周辺の構成を示す図である。
【図１５】ＴＥＣ電流を示す図である。
【図１６】ＴＥＣドライバの動作を説明するための図である。
【図１７】ＴＥＣドライバの動作を説明するための図である。
【図１８】ＴＥＣドライバの動作を説明するための図である。
【図１９】ＴＥＣ制御による冷却・加熱の内容を示す図である。
【図２０】貫通電流が発生するタイミングを示す図である。
【図２１】ＴＥＣドライバの内部に貫通電流が流れる様子を示す図である。
【図２２】ＴＥＣドライバの出力波形を示す図である。
【図２３】ＴＥＣドライバの出力波形を示す図である。
【図２４】ＴＥＣドライバの出力波形を示す図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１０  温度制御装置
１０ａ  温度制御対象物
１１ａ  温度調節デバイス
１２ａ  温度調節ドライバ
３  温度検出部
４  電圧可変制御部
ｈ  誤動作を起こす電圧範囲
Ｖａ  制御電圧
ｖ  制御電圧Ｖａの値
ｖ１  第１の制御電圧値
ｖ２  第２の制御電圧値
【図１】
2010003147.tif 000003
【図２】
2010003147.tif 000004
【図３】
2010003147.tif 000005
【図４】
2010003147.tif 000006
【図５】
2010003147.tif 000007
【図６】
2010003147.tif 000008
【図７】
2010003147.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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