【手続補正書】
【提出日】平成16年7月2日(2004.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の目的は、モニタ用フォトダイオードを用いることなく、温度変動による発光素子の光出力の変動を安定化させることができる発光素子駆動回路を提供することである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図５は、図１に示す可変電流源１８の内部構成の一例を示した回路図である。図５において、可変電流源１８は、制御入力端子５０と、トランジスタ５１と、負荷抵抗５２と、定電流源５４とを備えている。制御入力端子５０には、誤差検出部１６ｂの出力が制御電圧として与えられる。この制御入力端子５０は、トランジスタ５１のベースに接続される。トランジスタ５１のエミッタは、負荷抵抗５２を介して接地されている。トランジスタ５１のコレクタは、スイッチング用トランジスタ１２および１３の各エミッタの共通接続点に接続される。また、トランジスタ５１のコレクタには、定電流源５４が接続される。このような構成において、トランジスタ５１は、そのベースに印加された制御電圧に比例した電流を取り出す変動電流源を構成している。定電流源５４にこのような変動電流源を並列に接続することによって、スイッチング用トランジスタ１３かつ従ってレーザダイオード１１に流れる電流量は、制御電圧に応じて制御されることになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
以下に、第１の実施形態における動作を説明する。
まず、間欠的に発生するバースト信号が差動入力端子１０ａ，１０ｂへ入力されている状態で、ピーク検出部１５の出力電圧（波形１４５）と基準電圧発生部１６ａの出力電圧とが等しくなるように、基準電圧発生部１６ａの出力が調整されている場合を考える。この場合、特性線１５１で示される誤差電圧に対する設定電流値の変化特性により、可変電流源１８には、電流値Ｉｒで示される電流が流れる。この場合、差動入力端子１０ａに印加される信号が差動入力端子１０ｂに印加される信号に対してハイレベル時には、スイッチング用トランジスタ１２がオフ状態、スイッチング用トランジスタ１３がオン状態になる。そのため、レーザダイオード１１には、可変電流源１８で設定される電流が流れ、レーザダイオード１１は発光する。一方、差動入力端子１０ａに印加される信号が差動入力端子１０ｂに対してローレベル時には、スイッチング用トランジスタ１２がオン状態、スイッチング用トランジスタ１３がオフ状態になる。そのため、レーザダイオード１１には電流が流れなくなり、レーザダイオード１１は消光する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
通信が開始されるまでに、相当長い期間にわたって無信号状態が継続した場合、ピーク検出部１５の電圧保持用コンデンサ３３に蓄積された電荷は、全て放電された状態となる。この状態では、ピーク検出部１５は、本来出力する範囲の最小値を出力する。誤差検出部１６ｂは、基準電圧発生部１６ａの出力とピーク検出部１５の出力とを比較して可変電流源１８への制御信号を決定するが、ピーク検出部１５の出力が最小値であるため、誤差検出部１６ｂは、レーザダイオード１１の駆動電流を最大にするように動作する。そのため、バースト信号の先頭ビットにおいては、波形１７１に示すように、レーザダイオード１１の光出力が、設定すべき出力レベルに対して大きくなる。この光出力に応じて、レーザダイオード１１の端子間電圧（波形１７２）は、その振幅が大きくなる。また、電圧検出部１４の出力も、波形１７３に示すように、先頭ビットにおいて、その振幅が大きくなる。ここで、ピーク検出部１５における電圧保持用コンデンサ３３の充電時定数は、バースト信号の先頭に用意される数ビットのプリアンブル期間程度に設定されている。すなわち、ピーク検出部１５は、バースト信号の先頭の数ビット期間では、充電を継続して行う。そして、この図の例では、８ビット後にピーク検出部１５から安定した出力が得られることになる。このピーク検出部１５での充電に応じて、光出力（波形１７１）も８ビット後に安定した出力が得られることとなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に、通信が開始された場合には、周期的にバースト信号の伝送が行われることになる。この周期に比較して、ピーク検出部１５における電圧保持用コンデンサ３３の放電時定数は、十分大きくなるように設定されている。放電時定数をこのように大きく設定した場合、電圧保持用コンデンサ３３に一旦保持された電圧は、引き続いて現れるバースト信号の区間においてもその値が保持されている。そのため、周期的に現れるバースト信号の先頭部においても、１ビット目から安定な光出力が得られることとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図１９は、図１８に示す電流バイパス部１８１および可変電流源１８２の内部構造の一例を示した回路図である。図１９において、電流バイパス部１８１は、トランジスタ１８１１と、抵抗１８１２とを備えている。トランジスタ１８１１のベースには、バースト制御入力端子１８０が接続される。トランジスタ１８１１のエミッタは、抵抗１８１２を介して接地される。可変電流源１８２は、トランジスタ５１と、負荷抵抗５２と、定電流源５４と、第１および第２のカレントミラー回路１８２１および１８２２とを備えている。制御入力端子５０には、誤差検出部１６ｂの出力が制御電圧として与えられる。この制御入力端子５０は、トランジスタ５１のベースに接続される。トランジスタ５１のエミッタは、負荷抵抗５２を介して接地されている。トランジスタ５１のコレクタには、定電流源５４が接続される。また、トランジスタ５１のコレクタは、第１のカレントミラー回路１８２１の入力端に接続される。第１のカレントミラー回路１８２１の出力端は、第２のカレントミラー回路１８２２の入力端に接続される。第２のカレントミラー回路１８２２の出力端は、スイッチング用トランジスタ１２および１３の各エミッタに接続される。なお、第２のカレントミラー回路１８２２は、レーザダイオード駆動側のトランジスタがｎ個並列に接続されて構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
次に、バースト信号が入力されていない場合、バースト制御入力端子１８０には、ハイレベルの信号２０２が印加される。この場合、電流バイパス部１８１の内部のトランジスタ１８１１のベース端子にハイレベル信号が印加されることにより、電流バイパス部１８１には、電流ｉ１が流れる。第１のカレントミラー回路１８２１から流れ出る電流ｉ３は一定であるため、ｉ３からｉ１を引いた値の電流がｉ２となる。レーザダイオード１１に流れる電流ｉ４は、電流ｉ２のｎ倍の値になるため、電流ｉ４は、次式（４）で示す値となる。
ｉ４＝ｎ・（ｉ３−ｉ１）  …（４）
ここで、電流ｉ１と電流ｉ３とを、ほぼ同じ電流値になるように設定すると、電流ｉ４の値がほぼ０となり、発光素子の駆動回路として、電流量の削減が可能となる。なお、バースト信号の１ビット目からの高速応答を可能とするためには、電流ｉ４として微少な電流量は流しておくことが望ましい。そのため、電流ｉ３を電流ｉ１に対してわずかに大きくなるように設定することが好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
図２２は、デジタル変調された電流信号をレーザダイオード１１に注入して、レーザダイオード１１の光出力を一定に設定した場合に、発光時のレーザダイオード１１の端子間電圧２２１と、オフ時のレーザダイオード１１の端子間電圧２２２との平均値２２３を、温度をパラメータとして記述したグラフである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
図２１に示す発光素子駆動回路において、エミッタが共通に接続されたスイッチング用トランジスタ１２，１３により、差動入力信号の値に従い電流が切り替えられ、レーザダイオード１１にデジタル変調された電流が注入される。これにより、レーザダイオード１１のアノード−カソード間に電圧が発生する。アノードは、電源線に接続され、固定の電圧が印加されるので、カソード側に端子間電圧が現れることとなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
レーザダイオード１１のカソードには、オペアンプで構成される電圧検出部２１１が接続される。電圧検出部２１１の出力は、ローパスフィルタで構成される平均値検出部２１２に与えられる。ここで、電圧検出部２１１を構成するオペアンプは、入力インピーダンスが高く出力インピーダンスが低いという性質を有している。すなわち、電圧検出部２１１は、レーザダイオード１１の端子間電圧を検出して平均値検出部２１２に伝達すると共に、バッファとしての役目も果たしている。これによって、レーザダイオード１１のカソード電位は、電圧検出部２１１の後段の回路要素からの影響を受けない。そのため、電圧検出部２１１の後段の回路要素がレーザダイオード１１の高速スイッチングを阻害することがなくなる。平均値検出部２１２からは、レーザダイオード１１の端子間電圧の平均値が出力される。