(57)【要約】【課題】製造工程の増加を抑制した高速駆動可能な発光素子駆動回路を提供する。【解決手段】発光素子１１のアノードと接続され、発光素子１１の駆動電流を制御する制御端子２７を持つ電流発生回路２６、発光素子１１のカソードと接続され、駆動電流の導通を制御するトランジスタＱ１を持つ差動回路Ｃ１、トランジスタＱ１と接続され、電流発生回路２６と接続されたトランジスタＱ３を流れる電流と同方向の電流を出力するトランジスタＱ４を持つカレントミラー回路４１、一端を発光素子１１のカソードと接続されたコンデンサ２１、トランジスタＱ１の駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力がコンデンサ２１の他端と接続されたトランジスタＱ５を持つエミッタフォロワ回路Ｃ２、及び、抵抗Ｒ３を介して発光素子１１のアノードと接続され、抵抗Ｒ３と接続され、且つ出力をトランジスタＱ５に供給するトランジスタＱ８を持つ差動回路Ｃ５を備える。【選択図】図１
2008218843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子のアノードに接続され、前記発光素子に流す駆動電流を制御する端子を有する第１の電流発生回路と、
前記発光素子のカソードに接続され、前記駆動電流の導通・非導通を制御する第１のトランジスタを有する差動回路と、
前記第１のトランジスタと接続され、前記第１の電流発生回路と接続された第２のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第３のトランジスタを有するカレントミラー回路と、
一端が前記発光素子のカソードに接続されたコンデンサと、
前記第１のトランジスタの駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力が前記コンデンサの他端と接続された第４のトランジスタを有するバッファ回路と、
第１の抵抗を介して前記発光素子のアノードと接続され、前記第１の抵抗と接続され、且つ出力を前記第４のトランジスタに供給する第５のトランジスタを有する差動回路と、
を備えていることを特徴とする発光素子駆動回路。
【請求項２】
前記第５のトランジスタを有する差動回路は、前記第１の電流発生回路と接続された前記第２のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第６のトランジスタを有するカレントミラー回路と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
【請求項３】
前記第４のトランジスタは、前記端子で制御される第２の電流発生回路と接続された第７のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第８のトランジスタを有するカレントミラー回路と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
【請求項４】
前記発光素子のアノードと接続された第２の抵抗と、前記第２の抵抗と接続され、前記端子で制御される第２の電流発生回路と接続された第７のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第９のトランジスタを有するカレントミラー回路と、前記第９のトランジスタの出力及び前記第２の抵抗と接続された第１０のトランジスタと、前記第５のトランジスタを有する差動回路と接続され、前記第１０のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第１１のトランジスタを有するカレントミラー回路とを、更に、有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子駆動回路。
【請求項５】
前記バッファ回路は、エミッタフォロワまたはソースフォロワであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光素子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
中短距離の光伝送は、ＦＡ（Factory Automation）、オーディオ・マルチメディア用等の民生機器、自動車内ＬＡＮ（Local Area Network）等の分野で利用され、可視光・赤外光のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含む発光素子とプラスチック光ファイバー等とを組み合わせて用いられることが多い。
【０００３】
近年、データ量の増大に伴い、高速化の要求が強まり、発光素子の高速化と共に、中短距離において、発光素子の能力を十分に引き出すための駆動回路の開発が進められている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、開示された発光素子駆動回路は、ＬＥＤの持つ静電容量の点灯時及び消灯時の充放電時間を抑制し、高速駆動に一定の効果があるものの、誘導負荷（コイル）は、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の他の回路素子に比較して、半導体基板上に作製するには、大きな面積を必要とする上に、工程数が余分にかかるという問題がある。また、開示された発光素子駆動回路は、点灯時及び消灯時の過渡的な電位差が一定なので、過渡的な電流が一定となり、発光素子の駆動電流の増減、すなわち、発光素子の出力の変化に対しては、過渡的な電流が過多または過少となる場合が起こり、不適当な出力波形となるという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−２６８２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、製造工程の増加を抑制した高速駆動可能な発光素子駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の発光素子駆動回路は、発光素子のアノードに接続され、前記発光素子に流す駆動電流を制御する端子を有する第１の電流発生回路と、前記発光素子のカソードに接続され、前記駆動電流の導通・非導通を制御する第１のトランジスタを有する差動回路と、前記第１のトランジスタと接続され、前記第１の電流発生回路と接続された第２のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第３のトランジスタを有するカレントミラー回路と、一端が前記発光素子のカソードに接続されたコンデンサと、前記第１のトランジスタの駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力が前記コンデンサの他端と接続された第４のトランジスタを有するバッファ回路と、第１の抵抗を介して前記発光素子のアノードと接続され、前記第１の抵抗と接続され、且つ出力を前記第４のトランジスタに供給する第５のトランジスタを有する差動回路とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、製造工程の増加を抑制した高速駆動可能な発光素子駆動回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例１に係る発光素子駆動回路について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図である。図２は発光素子駆動回路の駆動信号及び駆動電流等を模式的に示すタイミングチャートである。
【００１０】
図１に示すように、発光素子駆動回路１は、発光素子１１を駆動し、スイッチング機能を有する差動回路Ｃ１、電流発生回路２６と接続され、差動回路Ｃ１の電流源を構成し、且つ、発光素子１１に電流を供給する機能を有するカレントミラー回路４１、差動回路Ｃ１に駆動信号を出力する差動回路Ｃ５、バッファ回路Ｃ３及びＣ４、差動回路Ｃ５と差動回路Ｃ１とを接続して、発光素子１１に過渡的な電流を供給することを可能とするコンデンサ２１、並びに、コンデンサ２１と接続されたバッファ回路であるエミッタフォロワ回路Ｃ２を有している。
【００１１】
具体的には、発光素子駆動回路１は、発光素子１１のアノードと接続され、発光素子１１に流す駆動電流を制御する制御端子２７を有する第１の電流発生回路である電流発生回路２６と、発光素子１１のカソードと接続され、駆動電流の導通・非導通を制御する第１のトランジスタであるトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１と接続され、電流発生回路２６と接続された第２のトランジスタであるトランジスタＱ３を流れる電流と同方向の電流を出力する第３のトランジスタであるトランジスタＱ４を有するカレントミラー回路４１と、一端を発光素子１１のカソードと接続された微分回路を構成するコンデンサ２１と、トランジスタＱ１の駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力がコンデンサ２１の他端と接続された第４のトランジスタであるトランジスタＱ５を有するエミッタフォロワ回路Ｃ２と、第１の抵抗である抵抗Ｒ３を介して発光素子１１のアノードと接続され、抵抗Ｒ３と接続された第５のトランジスタであるトランジスタＱ８の出力をトランジスタＱ５に供給する差動回路Ｃ５とを備えている。
【００１２】
差動回路Ｃ１は、トランジスタＱ１及びＱ２を備えている。ＬＥＤ等の発光素子１１のアノードが、電源端子Ｖｃｃと接続され、発光素子１１のカソードが、差動スイッチの一方をなすトランジスタＱ１のコレクタと接続されている。また、差動スイッチの他方をなすトランジスタＱ２は、コレクタが電源端子Ｖｃｃと接続され、エミッタがトランジスタＱ１のエミッタと接続されている。
【００１３】
電流発生回路２６は、制御端子２７を有し、制御端子２７に与えられた信号により、発光素子１１の駆動電流を変えることが可能である。すなわち、電流発生回路２６は、一端を電源端子Ｖｃｃと接続され、他端をカレントミラー回路４１と接続され、制御端子２７に与えられた信号に基づいて、発生した電流をカレントミラー回路４１に供給する。なお、例えば、電流発生回路２６は、制御端子２７に電流を供給し、一定倍した電流をカレントミラー回路４１に供給する回路構成とすることが可能である。
【００１４】
カレントミラー回路４１は、トランジスタＱ３、及び、トランジスタＱ３と対をなすトランジスタＱ４を備えている。トランジスタＱ３のベース及びコレクタは、電流発生回路２６の出力に接続され、エミッタは抵抗Ｒ１を介して接地されている。トランジスタＱ４のベースは、トランジスタＱ３のベースと接続され、エミッタは抵抗Ｒ２を介して接地されている。また、トランジスタＱ４のコレクタは、トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタと接続されている。従って、カレントミラー回路４１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の比、及び、トランジスタＱ３、Ｑ４の面積比等に対応した電流を、差動回路Ｃ１、すなわち、トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタに供給する。
【００１５】
エミッタフォロワ回路Ｃ２は、トランジスタＱ５及び電流源３１を備えている。トランジスタＱ５のコレクタは、電源端子Ｖｃｃと接続され、エミッタは電流源３１を介して接地されている。また、エミッタは、コンデンサ２１を介して、発光素子１１のカソード及びトランジスタＱ１のコレクタと接続されている。トランジスタＱ５のベースは、差動回路Ｃ５と接続されている。なお、コンデンサ２１と発光素子１１のカソードとの間に、微分電流を抑制するために、抵抗を接続することが可能である。
【００１６】
差動回路Ｃ５は、トランジスタＱ８、Ｑ９、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及び、電流源３４を備えている。トランジスタＱ８、Ｑ９は、それぞれ、差動対をなしている。トランジスタＱ８のコレクタは抵抗Ｒ３を介して、及び、トランジスタＱ９のコレクタは抵抗Ｒ４を介して、抵抗Ｒ５の一端と接続されている。抵抗Ｒ５の他端は、電源端子Ｖｃｃ、すなわち、発光素子１１のアノードと接続されている。トランジスタＱ８、Ｑ９のエミッタは、互いに接続され、電流源３４を介して接地されている。
【００１７】
エミッタフォロワ回路Ｃ３は、エミッタフォロワ回路Ｃ２と同様な構成で、トランジスタＱ６、および、電流源３２を備えている。
【００１８】
エミッタフォロワ回路Ｃ４は、エミッタフォロワ回路Ｃ２と同様な構成で、トランジスタＱ７、および、電流源３３を備えている。
【００１９】
差動回路Ｃ５のトランジスタＱ８のコレクタは、トランジスタＱ５及びトランジスタＱ６のベースと接続されている。トランジスタＱ６のエミッタはトランジスタＱ２のベースと接続されている。一方、差動回路Ｃ５のトランジスタＱ９のコレクタは、トランジスタＱ７のベースと接続され、トランジスタＱ７のエミッタはトランジスタＱ１のベースと接続されている。
【００２０】
また、差動回路Ｃ５のトランジスタＱ８のベースは、バッファ機能を有する前置回路１６を介して、信号端子ＩＮ２と接続されている。一方、差動回路Ｃ５のトランジスタＱ９のベースは、前置回路１６を介して、駆動信号ＩＮ２と逆相の関係にある信号が入力される信号端子ＩＮ１と接続されている。
【００２１】
次に、信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される駆動信号が発光素子１１を駆動するまでの信号の流れ、及び、発光素子１１を動作させる駆動電流等を説明する。
【００２２】
信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に、それぞれ、ローレベルの信号である負相、及び、ハイレベルの信号である正相の駆動信号が入力されるとする。信号端子ＩＮ１の駆動信号は、負相のまま、前置回路１６で電圧振幅及び電圧レベルが変えられる。次に、駆動信号は、トランジスタＱ９のベースに入力され、コレクタから逆相の正相として出力され、次に、トランジスタＱ７のベースに入力され、エミッタから正相のまま出力され、次に、トランジスタＱ１のベースに正相として入力される。つまり、トランジスタＱ１は、導通となり、発光素子１１には駆動電流が流され、発光素子１１が点灯する。
【００２３】
一方、信号端子ＩＮ２の駆動信号は、正相のまま、前置回路１６で電圧振幅及び電圧レベルが変えられる。次に、駆動信号は、トランジスタＱ８のベースに入力され、コレクタから逆相の負相として出力され、次に、トランジスタＱ６のベースに入力され、エミッタから負相のまま出力され、次に、トランジスタＱ２のベースに負相として入力される。つまり、トランジスタＱ２は、非導通となる。
【００２４】
また、この場合、エミッタフォロワ回路Ｃ２のトランジスタＱ５のベースには、トランジスタＱ８のコレクタから負相の駆動信号が入力され、エミッタから負相のまま出力される。つまり、トランジスタＱ５のエミッタ及びトランジスタＱ１のコレクタ、すなわち、コンデンサ２１の両側は負相となり、常に同相として変化する。
【００２５】
コンデンサ２１は、発光素子１１のカソードとトランジスタＱ５のエミッタとを交流結合している。つまり、コンデンサは、直流を流さないが、端子間に過渡的な電位差が生じれば、発光素子１１のカソードとの間に電流、すなわち、微分電流、を流すことが可能となる。
【００２６】
上述したように、発光素子駆動回路１は、発光素子１１と接続されたトランジスタＱ１を介して定常的に駆動電流を流す回路、及び、コンデンサ２１を介して過渡的に電流を流すことが可能な回路を備えている。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、トランジスタＱ１のベースに正相の駆動信号が入力されて、発光素子１１を発光させようとするとき、例えば、図２（ｂ）に示すように、電流発生回路２６で規定される駆動電流が発光素子１１のカソードに流される。このとき、初めに、発光素子１１の寄生容量に電流が過渡的に流れるために、駆動電流の一部のみが発光に寄与することになる。つまり、発光素子１１の寄生容量から電荷が引き抜かれるために、発光に寄与する電流は流れず、カソードの電位は電荷が引き抜かれるまで過渡的に固定される。
【００２８】
一方、駆動電流が発光素子１１に流されるとき、同時に、トランジスタＱ８のベースに正相の駆動信号が入力されて抵抗Ｒ３に電流が流される。抵抗Ｒ３に接続されたトランジスタＱ５のベースに負相の駆動信号が入力されて、トランジスタＱ５のエミッタの電位は素早く降下する。なお、トランジスタＱ５のベースの電位の変化は、トランジスタＱ８のエミッタと接続された電流源３４で設定される。
【００２９】
従って、コンデンサ２１の両端の電位は発光素子１１のカソード側で高く、トランジスタＱ５のエミッタ側で低い過渡的な電位差が形成されて、コンデンサ２１には、例えば、図２（ｃ）に示すように、上に凸の過渡的に電流が発生、すなわち、発光素子１１のカソード側から電流が流入する。つまり、図２（ｄ）に示すように、発光素子１１は、発光当初に、電流発生回路２６で規定される駆動電流に加えて、コンデンサ２１に流入する過渡的な電流が流される。
【００３０】
その結果、図２（ｅ）に示すように、発光強度、すなわち、出力波形は、コンデンサ２１が接続されない比較例（破線）の場合に比べて急速に上昇し、Δｔ１（定常値の９０％位置）だけ立ち上がり時間が短縮される。なお、発光素子１１の寄生容量が充電され、コンデンサ２１に流入する過渡的な電流が実質的に停止した後は、発光素子１１は、定電流が流されて、一定の発光を維持する。
【００３１】
上述とは逆に、図２（ａ）に示すように、トランジスタＱ１のベースに負相の駆動信号が入力されて、発光素子１１を非発光（消灯）させようとするとき、図２（ｂ）に示すように、発光素子１１に流されていた駆動電流が止められる。このとき、発光素子１１の寄生容量に電荷が蓄えられ電流が過渡的に流れるために、電流が発光に寄与し、非発光となるまでの時間遅れを引き起こすことになる。トランジスタＱ１のベースに負相の駆動信号が入力されると、発光素子１１のカソードの電位、すなわち、コンデンサ２１の一端の電位は、駆動信号が入力される直前の電位に過渡的に固定される。
【００３２】
発光素子１１に流されていた駆動電流が止められるとき、同時に、トランジスタＱ５のベースに、トランジスタＱ８のコレクタから正相の駆動信号が入力されて、トランジスタＱ５は導通となり、エミッタの電位はより速く上昇し、コンデンサ２１の両端に生じた過渡的な電位差により、例えば、図２（ｃ）に示すように、コンデンサ２１から流出する過渡的な下に凸の電流が発光素子１１のカソード側に流される。
【００３３】
図２（ｄ）に示すように、発光素子１１は、駆動電流停止直後に、逆方向に過渡的な電流が流されるので、図２（ｅ）に示すように、発光強度は急速に低下し、コンデンサ２１が接続されない、すなわち、過渡的な電流が供給されない比較例（破線）と比べて、Δｔ２（定常値の１０％位置）だけ立ち下がり時間が短縮される。なお、発光素子１１の寄生容量が放電された後は、発光素子１１は、非発光を維持する。
【００３４】
発光素子駆動回路１は、発光素子１１のカソードとの間で過渡的な電荷の移動を行うためにコンデンサ２１がトランジスタＱ５と接続され、トランジスタＱ５を差動回路Ｃ５のトランジスタＱ８及び抵抗Ｒ８のノードと接続することにより、コンデンサ２１に過渡的な電位差が形成される構成を有する。また、エミッタフォロワの回路構成は出力インピーダンスが低く、高速なスイッチング動作に適している。その結果、発光素子１１は、立ち上がり時間及び立ち下がり時間の短縮、すなわち、高速に駆動される。また、コンデンサ２１は、他の回路素子と同様に通常の集積回路を構成する回路素子として使用されているものであり、発光素子駆動回路１は、半導体製造時に新たな工程を追加する必要がない。
【００３５】
また、発光素子駆動回路１は、制御端子２７を有する電流発生回路２６によって、発光素子１１の光出力の変更を可能とする。その結果、発光素子駆動回路１は、通信距離の変更や使用される光ファイバーの種類の変更等に容易に対応可能である。
【実施例２】
【００３６】
本発明の実施例２に係る発光素子駆動回路について、図３を参照しながら説明する。図３は発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図である。実施例１の発光素子駆動回路１とは、差動回路Ｃ５の電流源にカレントミラー回路の出力が接続されている点が異なる。なお、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３７】
図３に示すように、発光素子駆動回路２は、実施例１の発光素子駆動回路１と異なり、差動回路Ｃ５のトランジスタＱ８、Ｑ９のエミッタが、カレントミラー回路４２の第６のトランジスタであるトランジスタＱ１０のコレクタと接続されている。カレントミラー回路４２は、電流発生回路２６と接続されたトランジスタＱ３を流れる電流と同方向の電流を出力するトランジスタＱ１０を有しており、トランジスタＱ１０とトランジスタＱ４とは、トランジスタＱ３に対して２つの出力を形成している。
【００３８】
発光素子駆動回路２は、差動回路Ｃ５の電流源にカレントミラー回路４２の出力が接続されている他は、実施例１の発光素子駆動回路１と同様なので、駆動信号の流れ及び定常的な駆動電流は発光素子駆動回路１と同様となる。発光素子駆動回路２では、発光素子１１を動作させる過渡的な電流が調整可能となっている。
【００３９】
実施例１の発光素子駆動回路１と同様に、トランジスタＱ５のベースは、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ８のコレクタとの接続ノードに接続されている。発光素子駆動回路２では、更に、トランジスタＱ８のエミッタは、互いに並列な、電流源３４並びにトランジスタＱ１０及び抵抗Ｒ６と接続されているので、抵抗Ｒ３により多くの電流を流すことが可能となる。つまり、抵抗Ｒ３およびＲ４に生じる電圧変化をより大きなものとして、トランジスタＱ５のベースに出力することが可能となる。その結果、トランジスタＱ５のエミッタは電位の変化を大きくすることができ、発光素子１１を動作させる過渡的な電流を大きくすることが可能となる。
【００４０】
その結果、本実施例の発光素子駆動回路２は、実施例１の発光素子駆動回路１と同様な効果を有している。
【００４１】
また、発光素子１１の光出力を上げる場合、駆動電流を大きくするために、トランジスタＱ３のコレクタ電流を大きくする。このとき、発光素子１１に流す電流が大きくなるため、発光素子１１の立ち上がり及び立ち下がり時の過渡的な電流変化も大きくなり、その結果、所望の高速駆動に必要な大きい電流変化が必要となるが、上述したように、発光素子１１を動作させる過渡的な電流を大きくすることで対処することが可能となる。つまり、発光素子駆動回路２は、高速駆動を維持して、発光素子１１の光出力の変更に対処でき、通信距離の変更や使用される光ファイバーの種類の変更等への対処が可能である。
【実施例３】
【００４２】
本発明の実施例３に係る発光素子駆動回路について、図４を参照しながら説明する。図４は発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図である。実施例１の発光素子駆動回路１とは、エミッタフォロワ回路の電流源がカレントミラー回路で構成されている点が異なる。なお、実施例１または実施例２と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４３】
図４に示すように、発光素子駆動回路３では、電流発生回路５６は、１つの制御端子２７と２つの電流発生回路５６ａ、５６ｂを有して、電流発生回路５６ａ、５６ｂは連動している。なお、電流発生回路５６ａは、実施例１または実施例２の電流発生回路２６と同様である。発光素子駆動回路３は、電流発生回路５６ａと接続され、差動回路Ｃ１の電流源を構成し、且つ、発光素子１１と接続され、発光素子１１から電流を抜く機能を有するカレントミラー回路４３、及び、エミッタフォロワ回路Ｃ６のトランジスタＱ５のエミッタと接続され、制御端子２７で制御される電流発生回路５６ｂと接続された第７のトランジスタであるトランジスタＱ１１を流れる電流と同方向の電流を出力する第８のトランジスタであるトランジスタＱ１２を有するカレントミラー回路４４とを備えている。
【００４４】
具体的には、発光素子駆動回路３は、発光素子１１のアノードと接続され、発光素子１１に流す駆動電流を制御する制御端子２７を有する電流発生回路５６ａと、トランジスタＱ１の駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力がコンデンサ２１の他端と接続されたトランジスタＱ５を有するエミッタフォロワ回路Ｃ６、電流発生回路５６ｂと接続されたトランジスタＱ１１、及び、トランジスタＱ１１を流れる電流と同方向の電流を出力し、トランジスタＱ５のエミッタと接続されたトランジスタＱ１２を有するカレントミラー回路４４とを備えている。エミッタフォロワ回路Ｃ６は、電流源として、トランジスタＱ１２及び抵抗Ｒ８を有するカレントミラー回路４４の出力と接続されている。
【００４５】
カレントミラー回路４３は、実施例１のカレントミラー回路４１の中の対をなすトランジスタＱ３とトランジスタＱ４とのなす回路と同様な形態をなし、電流発生回路５６の中の電流発生回路５６ａと接続されている点が異なるが、カレントミラー回路４１と同様な機能を有している。
【００４６】
エミッタフォロワ回路Ｃ７、Ｃ８は、それぞれ、実施例１の発光素子駆動回路１のエミッタフォロワ回路Ｃ３、Ｃ４に相当し、トランジスタＱ６、Ｑ７のエミッタと電流源３２、３４との間に、ダイオードＤ１、Ｄ２、及び、ダイオードＤ３、Ｄ４が順に２個ずつ直列に接続されている。ダイオードＤ２のカソードとトランジスタＱ２のベースが接続され、ダイオードＤ４のカソードとトランジスタＱ１のベースが接続されている。
【００４７】
次に、信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される駆動信号が発光素子１１を駆動するまでの信号の流れ、及び、発光素子１１を動作させる駆動電流等を説明する。
【００４８】
信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される駆動信号が発光素子１１を駆動するまでの信号の流れ及び位相は、実施例１の発光素子駆動回路１と同様である。エミッタフォロワ回路Ｃ７、Ｃ８に、それぞれ、ダイオードＤ１、Ｄ２、及び、ダイオードＤ３、Ｄ４が接続されたことにより、電源電圧より順方向電圧ＶＦの２倍だけ低い駆動電圧が、トランジスタＱ１、Ｑ２のベースに印加される。
【００４９】
上述したように、発光素子駆動回路３は、エミッタフォロワ回路Ｃ６の電流源がカレントミラー回路４４の出力で構成されている点が、実施例１の発光素子駆動回路１と異なっている。駆動信号の流れ及び定常的な駆動電流は発光素子駆動回路１と同様となり、発光素子１１に流れる過渡的な電流は発光素子駆動回路１と同様となる。つまり、発光素子駆動回路３は、実施例１の発光素子駆動回路１と同様な効果を有している。
【００５０】
また、エミッタフォロワ回路Ｃ６と接続されているトランジスタＱ１２のコレクタ電流及びトランジスタＱ１１のコレクタ電流は電流発生回路５６ｂから供給される電流である。従って、光出力の変更のために、発光素子１１の駆動電流を調整すると、電流発生回路５６ｂの電流も調整されるので、トランジスタＱ１２のコレクタ電流も調整される関係にある。つまり、エミッタフォロワＣ６に流す電流値により、スイッチング速度を変えることが可能である。トランジスタＱ１２に流す電流を変えることでトランジスタＱ５の速度が変わり、過渡電流の大きさを変化させることが可能となり、発光素子駆動回路３は、実施例２の発光素子駆動回路２と同様な効果を有している。
【実施例４】
【００５１】
本発明の実施例４に係る発光素子駆動回路について、図５を参照しながら説明する。図５は発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図である。実施例１の発光素子駆動回路１とは、差動回路Ｃ５の電流源に２段構成されたカレントミラー回路の出力が接続されている点が異なる。なお、実施例１乃至実施例３と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５２】
図５に示すように、発光素子駆動回路４は、カレントミラー回路４３に加えて、発光素子１１のアノードと接続された第２の抵抗である抵抗Ｒ１０と、抵抗Ｒ１０と接続され、制御端子２７で制御される電流発生回路５６ｂと接続された第７のトランジスタであるトランジスタＱ１１を流れる電流と同方向の電流を出力する第９のトランジスタであるトランジスタＱ１３を有するカレントミラー回路４６と、トランジスタＱ１３と抵抗Ｒ１０と接続された第１０のトランジスタであるトランジスタＱ１４と、トランジスタＱ８と接続され、トランジスタＱ１４を流れる電流と同方向の電流を出力する第１１のトランジスタであるトランジスタＱ１５を有するカレントミラー回路４７とを更に有している。
【００５３】
具体的には、発光素子駆動回路４は、発光素子１１のアノードと接続され、発光素子１１に流す駆動電流を制御する制御端子２７を有する電流発生回路５６ａと、発光素子駆動回路１と同様な構成のコンデンサ２１と、トランジスタＱ１の駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力がコンデンサ２１の他端と接続されたトランジスタＱ５を有するエミッタフォロワ回路Ｃ２と、電流発生回路５６ｂと接続されたトランジスタＱ１１と、トランジスタＱ１１を流れる電流と同方向の電流を出力し、抵抗Ｒ１０と接続されたトランジスタＱ１３を有するカレントミラー回路４６と、抵抗Ｒ１０を介して電源端子Ｖｃｃ及びトランジスタＱ１３のコレクタと接続されたトランジスタＱ１４、及び、トランジスタＱ１４を流れる電流と同方向の電流を出力し、トランジスタＱ８、Ｑ９のエミッタと接続されたトランジスタＱ１５を有するカレントミラー回路４７とを有している。
【００５４】
差動回路Ｃ５は、電流源３４並びにトランジスタＱ１５及び抵抗Ｒ１２を介して接地されている。
【００５５】
次に、信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される駆動信号が発光素子１１を駆動するまでの信号の流れ、及び、発光素子１１を動作させる駆動電流等を説明する。
【００５６】
信号端子ＩＮ１、ＩＮ２に入力される駆動信号が発光素子１１を駆動するまでの信号の流れ及び位相は、実施例１乃至実施例３の発光素子駆動回路１、２、３と同様である。エミッタフォロワ回路Ｃ７、Ｃ８に、それぞれ、ダイオードＤ１、Ｄ２、及び、ダイオードＤ３、Ｄ４が接続されているので、実施例３の発光素子駆動回路３により近い。
【００５７】
上述したように、発光素子１１を駆動させるための駆動電流、及び、過渡的に流される電流は、実施例１乃至実施例３の発光素子駆動回路１、２、３と同様である。つまり、発光素子駆動回路４は、実施例１の発光素子駆動回路１と同様な効果を有している。
【００５８】
また、発光素子駆動回路４は、以下に記載のように、オーバーシュートまたはアンダーシュートの低減等の効果を有する。トランジスタＱ１５のコレクタ電流はトランジスタＱ1４のコレクタ電流とカレントミラーの関係にある。トランジスタＱ１３に供給される電流は抵抗Ｒ１０に流れる電流である。トランジスタＱ１４と抵抗Ｒ１０間にトランジスタＱ１３のコレクタが接続されている。トランジスタＱ１３のコレクタ電流は、トランジスタＱ１１のコレクタ電流とカレントミラーの関係にある。トランジスタＱ１１に供給される電流は、電流発生回路５６ｂにて生成されたものであり、電流発生回路５６ｂは発光素子１１の駆動電流が大きくなると、トランジスタＱ１１に供給される電流が大きくなるように制御されている。
【００５９】
発光素子１１の駆動電流を大きくすると、電流発生回路５６ｂから供給される電流が増えるので、トランジスタＱ１３のコレクタ電流が増える。この結果、トランジスタＱ1４のコレクタ電流は減るので差動回路Ｃ５に供給される電流は減り、抵抗Ｒ３、Ｒ４に流れる電流が減るため、スイッチ動作時の電圧振幅は小さくなる。
【００６０】
そして、差動回路Ｃ１０の電圧振幅が小さくなると、エミッタフォロワ回路Ｃ２から出力される電圧振幅も小さくなり、その結果、過渡的な電圧変化が小さくなる。過渡的な電圧変化に比例するコンデンサ２１の過渡的な電流は、小さくなり、発光素子１１に供給される電流波形の立ち上がり（または、立ち下がり）時のオーバーシュト（または、アンダーシュート）は小さく抑制可能となる。
【００６１】
例えば、発光素子１１に流す駆動電流を大きくした場合、発光素子１１の発光部（図示略）のキャリア密度が大きくなり、キャリアのライフタイムが小さくなることが知られている。キャリアのライフタイムが小さくなると、動作速度が速くなるので、発光素子１１の動作速度を維持するための過渡的な電流は小さくてよいことになる。すなわち、所望の動作速度を得るために、過渡的な電流を必要以上に上げることのないようにトランジスタＱ１５のコレクタ電流を小さく調整して、消費電力を小さくすることが可能となる。
【００６２】
また、例えば、発光素子１１に流す駆動電流を大きくした場合、所望の動作速度を得るために、過渡的な電流を必要以上に上げることのないようにトランジスタＱ１５のコレクタ電流を小さく調整して、光出力波形のオーバーシュートまたはアンダーシュート等による歪を抑制可能である。
【００６３】
以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００６４】
例えば、実施例では、発光素子として、ＬＥＤを使用する場合を説明したが、発光素子は面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）等のレーザダイオードであってもよい。レーザダイオードの場合は、カソードにバイアス電流を供給するための定電流回路等を接続させることになる。
【００６５】
また、実施例では、トランジスタは、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタである例を示したが、これをｎ−ＭＯＳＦＥＴ等に置き換えることは可能である。
【００６６】
また、実施例では、コレクタとベースを接続したｎｐｎ型バイポーラトランジスタを使用する例を示したが、これをダイオード等に置き換えることは可能である。
【００６７】
本発明は、以下の付記に記載されるような構成が考えられる。  
（付記１）発光素子のアノードに接続され、前記発光素子に流す駆動電流を制御する端子を有する第１の電流発生回路と、前記発光素子のカソードに接続され、前記駆動電流の導通・非導通を制御する第１のトランジスタを有する差動回路と、前記第１のトランジスタと接続され、前記第１の電流発生回路と接続された第２のトランジスタを流れる電流と同方向の電流を出力する第３のトランジスタを有するカレントミラー回路と、一端が前記発光素子のカソードに接続されたコンデンサと、前記第１のトランジスタの駆動信号とは逆相の駆動信号が出力され、出力が前記コンデンサの他端と接続された第４のトランジスタを有するバッファ回路と、第１の抵抗を介して前記発光素子のアノードと接続され、前記第１の抵抗と接続され、且つ出力を前記第４のトランジスタに供給する第５のトランジスタを有する差動回路とを備えている発光素子駆動回路。
【００６８】
（付記２）  前記コンデンサと前記発光素子のカソードとの間に抵抗を有している付記１に記載の発光素子駆動回路。
【００６９】
（付記３）  前記第１乃至第５のトランジスタは、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタである付記１に記載の発光素子駆動回路。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例１に係る発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る発光素子駆動回路の駆動信号及び駆動電流等を模式的に示すタイミングチャート。
【図３】本発明の実施例２に係る発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図。
【図４】本発明の実施例３に係る発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図。
【図５】本発明の実施例４に係る発光素子駆動回路の回路構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１、２、３、４  発光素子駆動回路
１１  発光素子
１６  前置回路
２１  コンデンサ
２６、５６、５６ａ、５６ｂ  電流発生回路
２７  制御端子
３１、３２、３３、３４  電流源
４１、４２、４３、４４、４６、４７  カレントミラー回路
Ｃ１、Ｃ５  差動回路
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８  エミッタフォロワ回路
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  ダイオード
ＧＮＤ  接地
ＩＮ１、ＩＮ２  信号端子
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５  トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２  抵抗
Ｖｃｃ  電源端子
【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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