(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１トランジスタのゲートと、第２トランジスタのゲートとを接続し、前記第２トランジスタのゲートとドレインを短絡し、前記第１トランジスタを通るラインと、前記第２トランジスタを通るラインを並列ラインとする第１カレントミラー回路と、
第３トランジスタのゲートと、第４トランジスタのゲートとを接続し、前記第４トランジスタのゲートとドレインを短絡し、前記第３トランジスタを通るラインと、前記第４トランジスタを通るラインを並列ラインとする第２カレントミラー回路と、
前記第１カレントミラー回路における前記第２トランジスタを通るラインに接続された定電流源と、
前記第２カレントミラー回路における前記第４トランジスタを通るラインに接続され、前記第４トランジスタのドレインの電位を周期的に変動させる高周波発生回路と、
を備え、
前記第１カレントミラー回路における前記第１トランジスタを通るラインと、前記第２カレントミラー回路における前記第３トランジスタを通るラインに、共通の節点を介して発光素子が接続される発光素子駆動回路であって、
前記第２カレントミラー回路における前記第４トランジスタのドレインが自身のゲートに接続された第５トランジスタと、
前記第５トランジスタのドレインに接続された容量素子と、
を備える検出回路を備え、
前記検出回路の前記第５トランジスタと前記容量素子との接続点を、前記定電流源と前記第２トランジスタとの接続点に接続したことを特徴とする発光素子駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップは、ＣＤやＤＶＤ等の記憶媒体にレーザダイオードからレーザ光を照射し、その反射光をモニタすることによって、記憶媒体に記憶された情報を読み出すことが可能な装置である。また、レーザダイオードは記憶媒体への情報の書き込みに用いられる場合もある。従来、かかるレーザダイオードの駆動回路が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光ピックアップにおいては、装置内で反射した不要な光や背景光が光検出器に入射し、必要な情報に含まれるノイズとなる。また、記憶媒体で反射した光が発光素子に戻って入射すると、発光素子の発光が不安定となり、ノイズの原因となる。
【０００４】
したがって、ノイズ耐性を向上させるため、発光素子を高周波駆動する手法が考えられる。高周波電流は直流電流成分に重畳され、駆動電流として発光素子に供給される。現在のＣＤプレーヤーに適用できる高周波の好適な周波数は３００乃至５００ＭＨｚである。
【０００５】
消費電力を抑制するため、かかる高周波電流を発光素子に供給しない場合も考えられる。また、高周波電流自体の平均値も温度や経年劣化によって変化する。このように高周波電流の平均値が変わると、駆動電流のレベルが変動する。高速の読み出しを行うと、単位時間当たりの受光量が低下するので、小さなレベル変動によって誤検出の発生確率が増加する。したがって、レベル変動は小さい方が好ましい。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、直流電流成分に高周波電流成分を重畳して駆動電流とし、これを発光素子に供給する発光素子駆動回路において、当該駆動電流のレベル変動を抑制可能な発光素子駆動回路を提供することを目的とする。
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明の発光素子駆動回路は、第１トランジスタのゲートと、第２トランジスタのゲートとを接続し、前記第２トランジスタのゲートとドレインを短絡し、前記第１トランジスタを通るラインと、前記第２トランジスタを通るラインを並列ラインとする第１カレントミラー回路と、第３トランジスタのゲートと、第４トランジスタのゲートとを接続し、前記第４トランジスタのゲートとドレインを短絡し、前記第３トランジスタを通るラインと、前記第４トランジスタを通るラインを並列ラインとする第２カレントミラー回路と、前記第１カレントミラー回路における前記第２トランジスタを通るラインに接続された定電流源と、前記第２カレントミラー回路における前記第４トランジスタを通るラインに接続され、前記第４トランジスタのドレインの電位を周期的に変動させる高周波発生回路と、を備え、前記第１カレントミラー回路における前記第１トランジスタを通るラインと、前記第２カレントミラー回路における前記第３トランジスタを通るラインに、共通の節点を介して発光素子が接続される発光素子駆動回路であって、前記第２カレントミラー回路における前記第４トランジスタのドレインが自身のゲートに接続された第５トランジスタと、前記第５トランジスタのドレインに接続された容量素子と、を備える検出回路を備え、前記検出回路の前記第５トランジスタと前記容量素子との接続点を、前記定電流源と前記第２トランジスタとの接続点に接続したことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、第２カレントミラー回路における高周波電流の直流電流成分が増加すると、第１及び第２カレントミラー回路の一方のラインの双方を流れる電流の和として与えられる駆動電流の平均値が増加する。
【０００９】
第２カレントミラー回路を流れる高周波電流の直流電流成分が増加した場合には、この増分が第１カレントミラー回路の他方のラインを流れる直流電流から減じられる。駆動電流は、第１カレントミラー回路の他方を流れる直流電流に一致又は比例した直流電流が、高周波電流に重畳されたものなので、駆動電流から上記増分が減じられることにより、駆動電流の平均値の変動を抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る発光素子駆動回路について説明する。同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。この発光素子駆動回路は直流電流成分に高周波電流を重畳する主要回路と、駆動電流の安定化を図る補助回路からなる。まず、主要回路について説明する。
【００１１】
図１は発光素子駆動回路における主要回路の回路図である。なお、図３は以下の説明中における電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７，ＩＬ，Ｉ３’，ＩＬ’の波形を示すグラフである。
【００１２】
この主要回路は、それぞれが並列ライン（１Ａと１Ｂ，２Ａと２Ｂ）を有する第１及び第２カレントミラー回路１，２における前記ラインの一方（１Ａ，２Ａ）を共に発光素子Ｚに接続し（接続の節点をＸとする）、第１及び第２カレントミラー回路１，２における前記ラインの他方（１Ｂ，２Ｂ）にそれぞれ直流電流Ｉ１及び高周波電流Ｉ４（パルス電流）を流す回路である。
【００１３】
カレントミラー回路１，２は、それぞれ、２つのトランジスタ（１ＱＡと１ＱＢ，２ＱＡと２ＱＢ）からなり、２つの並列ライン（１Ａと１Ｂ，２Ａと２Ｂ）を有する。一方のライン１Ａ，２Ａを流れる電流Ｉ３，Ｉ５の大きさは、他方のライン１Ｂ，２Ｂを流れる電流Ｉ１，Ｉ４の大きさにそれぞれ一致又は比例する。
【００１４】
したがって、他方のライン１Ｂ，２Ｂに流れる電流Ｉ１，Ｉ４の大きさを制御すると、一方のライン１Ａ，２Ａに接続された発光素子Ｚを流れる駆動電流ＩＬの大きさが制御できる。
【００１５】
なお、カレントミラー回路において、トランジスタサイズが同じであれば、双方のラインを流れる電流の大きさは同じであり、異なればサイズ比に比例する。
【００１６】
パルス状の駆動電流ＩＬは、直流電流Ｉ３と高周波電流（パルス電流）Ｉ５の和となるが、これらの電流は、それぞれが流れるライン１Ａ，２Ａに対して対となるライン１Ｂ，２Ｂに流れる電流Ｉ１，Ｉ４に一致又は比例するので、駆動電流ＩＬは直流電流Ｉ１と高周波電流Ｉ４の和又はこの和に比例した値となる。
【００１７】
本発光素子駆動回路の主要回路は、直流電流Ｉ３に高周波電流Ｉ５が重畳してなる駆動電流ＩＬを、前述の接続の節点Ｘを介し発光素子Ｚに供給する。
【００１８】
ライン１Ａに直流電流Ｉ３を流すためには、ライン１Ｂに直流電流Ｉ１を流す必要がある。したがって、トランジスタ１ＱＢのソースは電源電位に、ドレインは定電流源４５を介してグランドに接続されている。なお、本例におけるトランジスタ１ＱＢは、ｐチャネル型の電界効果トランジスタであり、ゲートとドレインは短絡されている。
【００１９】
ライン２Ａに高周波電流Ｉ５を流すためには、ライン２Ｂに高周波電流Ｉ４を流す必要がある。したがって、トランジスタ２ＱＢのソースは電源電位に接続され、ソースとゲートには高周波電圧が印加される。なお、本例におけるトランジスタ２ＱＢは、ｐチャネル型の電界効果トランジスタであり、ゲートとドレインは短絡されているので、ドレインの電位が周期的に変動すれば上記高周波電圧が印加されることとなる。このドレインの電位は、当該ドレインに接続された高周波発生回路３によって変動させられる。
【００２０】
高周波発生回路３は、ｎチャネル型の電界効果トランジスタＭ５，Ｍ６を備えた電流チョッパ回路であり、トランジスタＭ５のドレインが、トランジスタ２ＱＢのドレインに接続されている。これらのトランジスタＭ５，Ｍ６における双方のチャネルを流れる電流の総和は定電流源５６によって一定とされている。
【００２１】
トランジスタＭ５，Ｍ６のゲート間には発振器ＯＳＣが介在しているので、当該ゲートの電位が周期的に変動し、トランジスタＭ５，Ｍ６の双方において、ゲートとソースの間の電位が相補的に変動する。トランジスタＭ５のゲートに正の電圧を印加すれば、電圧の大きさに応じて電流Ｉ４が変動するので、そのドレイン電位が変動し、電流Ｉ４が発振器ＯＳＣの発振に同期にして変動する。
【００２２】
光ピックアップにおいては、装置内で反射した不要な光や背景光が光検出器に入射し、必要な情報に含まれるノイズとなる。また、記憶媒体で反射した光が発光素子に戻って入射すると、発光素子の発光が不安定となり、ノイズの原因となる。したがって、ノイズ耐性を向上させるため、主要回路においては、高周波電流に直流電流を重畳し、これを駆動電流として発光素子Ｚに供給している。現在のＣＤプレーヤーに適用できる高周波の好適な周波数は３００乃至５００ＭＨｚである。
【００２３】
しかしながら、高周波電流の平均値が変わると、駆動電流のレベルが変動する。高速の読み出しを行うと、単位時間当たりの受光量が低下するので、小さなレベル変動によって誤検出の発生確率が増加する。したがって、レベル変動は小さい方が好ましい。そこで、本発光素子駆動回路においては、主要回路に補助回路を設ける。
【００２４】
図２は主要回路に加えて補助回路を備えてなる発光素子駆動回路の回路図である。補助回路は、第２カレントミラー回路２を流れる高周波電流Ｉ４（Ｉ５）の直流電流成分Ｉ６’を検出する検出回路４と、検出回路４によって検出された直流電流成分Ｉ６’を、第１カレントミラー回路１の前記ラインの他方１Ｂを流れる直流電流Ｉ１（図２においては電流Ｉ７）から減じる調整回路５とを備えている。以下、詳説する。
【００２５】
検出回路４は、電源電位とグランドとの間に容量素子（交流カット用）Ｃを介在させて設けられたトランジスタＭ７を備えている。トランジスタＭ７のゲートは、第２カレントミラー回路２におけるトランジスタ２ＱＢのゲートに接続されており、トランジスタＭ７のゲートと電源電位との間には上記高周波電流Ｉ４に同期及び比例した電圧が印加される。すなわち、トランジスタＭ７のソースとドレイン間には、上記高周波電流Ｉ４に繰り返し周波数が一致し、振幅が比例した高周波電流Ｉ６が流れる。
【００２６】
なお、トランジスタ２ＱＢとトランジスタＭ７はカレントミラー回路を構成している。
【００２７】
高周波電流Ｉ６に含まれる交流電流成分は容量素子Ｃを介してグランドに流れるので、高周波電流Ｉ６に含まれる直流電流成分Ｉ６’のみが、定電流源４５に流れ込む。したがって、検出回路４は、第２カレントミラー回路２を流れる高周波電流Ｉ４（Ｉ５）の直流電流成分Ｉ６’を間接的に検出している。なお、容量素子Ｃは、トランジスタ１ＱＡ，１ＱＢのゲート容量で代用できる場合がある。
【００２８】
調整回路５は、電流Ｉ７に直流電流成分Ｉ６’を重畳する電流重畳部Ｙと、電流重畳部Ｙの出力電流が入力される定電流源４５とを備えている。すなわち、定電流源４５には、一定の電流Ｉ１が流れるので、検出された直流電流成分Ｉ６’が増加すれば、第１カレントミラー回路１の他方のライン１Ｂを流れる電流Ｉ７は減少する。
【００２９】
すなわち、（電流Ｉ７の大きさ）＝（電流Ｉ１の大きさ）−（電流Ｉ６’の大きさ）である。このように、調整回路５は検出回路４によって検出された直流電流成分Ｉ６’を、第１カレントミラー回路１の前記ラインの他方１Ｂを流れる直流電流Ｉ７から減じている。
【００３０】
電流Ｉ６’が増加すると、電流Ｉ７が減少し、第１カレントミラー回路１の一方のライン１Ａを流れる電流Ｉ３が減少する（減少したものをＩ３’とする）。したがって、発光素子Ｚに供給される駆動電流ＩＬの直流成分が減少する（減少したものをＩＬ’とする）。
【００３１】
以上、説明したように、第２カレントミラー回路２における高周波電流Ｉ４の直流電流成分Ｉ６’が増加すると、第１及び第２カレントミラー回路１，２の一方のライン１Ａ，２Ａの双方を流れる電流の和として与えられる駆動電流ＩＬの平均値（レベル）が増加するが、第２カレントミラー回路２を流れる高周波電流Ｉ４の直流電流成分Ｉ６’が増加した場合には、この増分（Ｉ６’）が第１カレントミラー回路１の他方のライン１Ｂを流れる直流電流Ｉ１から減じられる（Ｉ７＝Ｉ１−Ｉ６’）。
【００３２】
駆動電流ＩＬ（ＩＬ’）は、第１カレントミラー回路１の他方のライン１Ｂを流れる直流電流Ｉ７に一致又は比例した直流電流Ｉ３’が高周波電流Ｉ５に重畳されたものなので、駆動電流ＩＬから上記増分（Ｉ６’）が減じられることにより、駆動電流ＩＬ’の平均値（レベル）の変動を抑制することができる。
【００３３】
なお、上記では、トランジスタ１ＱＡ，１ＱＢ，２ＱＡ，２ＱＢ，Ｍ７としてｐチャネル型の電界効果トランジスタを用い、それぞれのソースを電源電位に接続したが、これらは例えばＰＮＰ型のバイポーラトランジスタに置換することができる。
【００３４】
また、上記では、トランジスタＭ５，Ｍ６にｎチャネル型の電界効果トランジスタを用い、ドレインを電源電位側に接続したが、これは例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタに置換することができる。なお、電界効果トランジスタにおけるソース、ゲート及びドレインは、バイポーラトランジスタにおいてはエミッタ、ベース及びコレクタに読み替えることができる。
【００３５】
また、電流の流れる方向は、トランジスタの極性を適当に設定すれば、上記とは逆にすることができる。
【００３６】
更に、トランジスタ１ＱＢと節点（電流重畳部）Ｙとの間に、外部入力のない適当な回路を設けることとしてもよい
【００３７】
上述の発光素子駆動回路においては、駆動電流ＩＬ（ＩＬ’）の平均値の変化が抑制されるので、発光素子Ｚをレーザダイオードとして、これを駆動した場合、高周波重畳の有無によってもレーザ光の強度が変化せず、これは特に、光学系にホログラムを使用する場合に有効である。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の発光素子駆動回路によれば、駆動電流のレベル変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発光素子駆動回路の主要回路を示す回路図。
【図２】発光素子駆動回路を示す回路図。
【図３】電流波形を示すグラフ。
【符号の説明】
１，２…カレントミラー回路、１ＱＡ，１ＱＢ，２ＱＡ，２ＱＢ，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７…トランジスタ、１Ａ，２Ａ…一方のライン、１Ｂ，２Ｂ…他方のライン、３…高周波発生回路、４…検出回路、５…調整回路、４５…定電流源、５６…定電流源、Ｃ…容量素子、ＯＳＣ…発振器、Ｘ…節点、Ｙ…電流重畳部、Ｚ…発光素子。
【図１】
0004659235.tif 000002
【図２】
0004659235.tif 000003
【図３】
0004659235.tif 000004