(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタがプラス電源に接続されエミッタが第１の抵抗器の一端に接続された第１のＮＰＮトランジスタと、前記第１の抵抗器の他端にアノードが接続されカソードがグランドに接地された半導体レーザと、コレクタが前記半導体レーザのアノードに接続されエミッタが第２の抵抗器を経由してグランドに接地された第２のＮＰＮトランジスタと、複数の入力データが入力端に供給され、夫々の複数の出力を抵抗器を介して前記第２のＮＰＮトランジスタのベースに共に供給するロジックバッファとを備え、
前記第１のＮＰＮトランジスタのベース電圧で半導体レーザの第１パワーを、前記ロジックバッファの電源電圧で第２パワーを制御することにより前記半導体レーザを前記複数の入力データにより前記第１パワーと前記第２パワーとの間で多値にスイッチングすることを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置等に用いる半導体レーザ駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、ディスクへデータを書き込むとき、ピックアップで絞ったレーザ光を回転するディスク面に照射し、そのレーザ光を高速に強度変調することでマークを記録する。レーザの光源には一般に半導体レーザが用いられる。半導体レーザは、カソード側が接地されているものと、アノード側が接地されているものと２通りある。カソード側が接地の半導体レーザの従来の駆動回路の一例を図５に示す。本図において、ＰＮＰトランジスタ１０１と抵抗器１０２で構成されるバイアス電流源１０３と、同じくＰＮＰトランジスタ１０４と抵抗器１０５で構成されるピーク電流源１０６とで半導体レーザ１０７を並列駆動し、ピーク電流源側の電流をＰＮＰトランジスタ１０８でスイッチングする。ピーク光出力の制御は、ピーク電流源１０６のトランジスタ１０４のベース電圧により設定し、同様にバイアス光出力の制御はバイアス電流源１０３のトランジスタ１０１のベース電圧により設定する。ここで使用するトランジスタ１０１，１０４，１０８としては、半導体レーザ１０７の極性及び正の電源の関係から、ＰＮＰ型のものを用いるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスクへデータを高速に書き込む用途には、当然に前述したスイッチングを行うトランジスタも高速な応答が要求される。説明した従来のレーザ駆動回路は、ＰＮＰトランジスタを用いている。ＰＮＰトランジスタは、ＮＰＮトランジスタと比較して構造上、大電流且つ高速動作の特性が劣る。ＰＮＰトランジスタで十分な特性を得るためには、特殊な製造プロセスを必要とし、高価な部品となってしまうという問題があった。又別の問題として、レーザ出力を設定する制御電圧は電源電圧を基準としているため、電源電圧が変動したとき、相対的に制御電圧が変化し、レーザ出力も変動してしまうという欠点を有していた。
【０００４】
本発明は上述の課題を解決するものであり、駆動回路のトランジスタとしてＮＰＮ型だけを用いて高速動作を可能にすると共に、電源電圧の変動の影響を受けない半導体レーザ駆動回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、コレクタがプラス電源に接続されエミッタが第１の抵抗器の一端に接続された第１のＮＰＮトランジスタと、前記第１の抵抗器の他端にアノードが接続されカソードがグランドに接地された半導体レーザと、コレクタが前記半導体レーザのアノードに接続されエミッタが第２の抵抗器を経由してグランドに接地された第２のＮＰＮトランジスタと、複数の入力データが入力端に供給され、夫々の複数の出力を抵抗器を介して前記第２のＮＰＮトランジスタのベースに共に供給するロジックバッファとを備え、前記第１のＮＰＮトランジスタのベース電圧で半導体レーザの第１パワーを、前記ロジックバッファの電源電圧で第２パワーを制御することにより前記半導体レーザを前記複数の入力データにより前記第１パワーと前記第２パワーとの間で多値にスイッチングすることを特徴とするものである。
【０００７】
従って本発明によれば、第１のＮＰＮトランジスタが、半導体レーザが第１パワー出力に必要な電流を供給する。データ入力されたロジックバッファで高速スイッチング駆動される第２のＮＰＮトランジスタが電流を分流し、半導体レーザの電流を減少させる。ロジックバッファとして多ビットのものを用いているため、第１パワーと第２パワー間で多値に変調された光出力が得られる。出力パワーの設定は第１のＮＰＮトランジスタのベース電圧、及びロジックバッファの電源電圧で夫々制御され、共に、グランド接地点からの基準電圧で決定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態として説明する半導体レーザ駆動回路の回路図である。図１において、第１のＮＰＮトランジスタ１はコレクタが電源に接続され、エミッタが第１の抵抗器２の一端に接続される。第１の抵抗器２の他端は第２のトランジスタ４のコレクタ及び半導体レーザ３のアノード端子に接続される。半導体レーザ３のカソード端は接地されており、トランジスタ４のエミッタは第２の抵抗器５を介して接地されている。第２のトランジスタ４のベースにはロジックバッファ６が接続される。ロジックバッファ６の入力端にはデータ入力端子７が接続されており、その電源端子には第２のパワー設定入力端子９が接続され、又第１のトランジスタ１のベースには第１のパワー設定入力端子８が接続されている。半導体レーザ３はカソードが接地されたプラス駆動型のものである。
【００１０】
図２は本実施形態の動作を示す信号波形図である。図１及び図２を用いて本実施形態の動作を説明する。まず、第２のＮＰＮトランジスタ４がカットオフしている状態で、第１パワー設定電圧入力端子８の電圧を第１パワー設定電圧まで上昇させると（図２のａ期間）、第１のＮＰＮトランジスタ１が動作状態になる。そのため第１の抵抗器２を介して半導体レーザ３に第１パワーに必要な電流が供給され、半導体レーザ３は第１パワーで発光する。次に、データ入力端子７をハイにし、第２パワー設定電圧入力端子９の電圧、即ち、ロジックバッファ６の電源電圧を第２パワー設定電圧まで上昇させると（図２のｂ期間）、ロジックバッファ６の出力、即ち、第２のＮＰＮトランジスタ４のベース電圧が上昇し、第２のＮＰＮトランジスタ４が動作状態になる。第２のＮＰＮトランジスタ４は第２の抵抗器５で接地され、半導体レーザ３と並列回路になっているので、半導体レーザ３の電流を減少させる働きをし、半導体レーザ３は第２パワーで発光する。更に、この状態で入力データをスイッチングすると（図２のｃ期間）、半導体レーザ３の出力は第１パワーと第２パワー間で２値にスイッチングされる。
【００１１】
本実施形態は、非常に簡単な構成でありながら、ＮＰＮトランジスタとロジックバッファを用いているので安価で高速性能が得られる。更に、パワーを決定する制御電圧が接地点を基準としているので、電源電圧が多少変動しても、レーザの出力は変化しない。
【００１２】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態として説明する半導体レーザ駆動回路の回路図である。図３において、第１実施形態と同一の番号を付したものは、同じ働きであるので説明を省略する。本図において２ビットのロジックバッファ１０にはＡデータ入力端子１１とＢデータ入力端子１２とが接続され、ロジックバッファ１０はこれらの出力を第３の抵抗器１３及び第４の抵抗器１４を介して第２のトランジスタ４のベースに供給する。ロジックバッファ１０の電源端子は第２パワー設定入力端子９に接続されている。
【００１３】
図４は、本実施形態の動作を示す信号波形図である。図３及び図４を用いて本実施形態の動作を説明する。動作も第１実施形態と共通の部分は説明を省く。まず第１実施形態と同様に、半導体レーザ３を第１パワーで発光させる（図４のａ期間）。次に、Ａデータ入力端子１１とＢデータ入力端子１２を共にハイにし、ロジックバッファ１０の電源電圧を第２パワー設定電圧まで上昇させ（図４のｂ期間）、半導体レーザ３の電流を減少させ、第２パワーで発光させる。更にこの状態でＡデータとＢデータをスイッチングする（図４のｃ期間）。ここでＡデータとＢデータが共にハイの時、第３の抵抗器及び第４の抵抗器で合成された電圧は最も高く、第２のＮＰＮトランジスタ４は最も電流を通過させ、半導体レーザ３は電流が最も減少するため第２パワーで発光する。ＡデータとＢデータが共にローの時は、反対に半導体レーザ３の電流が最も増加し第１パワーで発光する。更に、Ａデータ及びＢデータのどちらか一方がハイの時は、第１パワーと第２パワーの中間値で発光する。図４のｃ期間のようにＡデータとＢデータを入力した場合、レーザ出力を第１パワーから第２パワーまでの４段階に変調することができる。
【００１４】
尚第２実施形態は、データ入力として２ビットの場合を示したが、３ビット以上にすれば４値以上の制御が可能になるのは明らかである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザ駆動回路は、使用部品が、ＰＮＰ型に対し比較的安価で特性の良いＮＰＮ型のトランジスタと、一般的なロジックバッファを用いた簡単な構成であるにもかかわらず、スイッチングの高速性と電源電圧の変動に対する安定性を確保できる効果がある。従って、フィードバック制御のオートレーザパワーコントロール回路と組み合わせることによって、光ディスク装置のレーザ駆動手段として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体レーザ駆動回路の回路図である。
【図２】図２は第１実施形態の動作を示す信号波形図である。
【図３】図３は本発明の第２実施形態の半導体レーザ駆動回路の回路図である。
【図４】図４は第２実施形態の動作を示す信号波形図である。
【図５】図５は従来例の半導体レーザ駆動回路である。
【符号の説明】
１  第１のＮＰＮトランジスタ
２，５，１３，１４  抵抗器
３  半導体レーザ
４  第２のＮＰＮトランジスタ
６，１０  ロジックバッファ
７  データ入力端子
８  第１パワー設定入力端子
９  第２パワー設定入力端子
１１  Ａデータ入力端子
１２  Ｂデータ入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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