(57)【要約】【課題】  重畳周波数及びその高調波成分の不要輻射を抑制すること。【解決手段】  重畳回路２の基準電圧（電流）に変調周波数の成分（変調信号）を加えると、周波数設定回路２ａの出力には、設定周波数＋変調信号周波数に応じた周波数制御信号が発生する。この周波数制御信号を入力とする発振回路２ｂでは、発振周波数が、設定周波数ｆ、基準電圧ＶＲＥＦ、変調信号の振幅をＶＭとすると、ｆ＊ＶＭ／ＶＲＥＦの範囲で変調周波数に応じた速さで、時間的に周波数が変化する信号となる。この生成された周波数変調された周波数が、出力回路４によりレーザーダイオード５に印加される。周波数変調は、時間と共に周波数が変化するため、その周波数スペクトルは広がりを有している。全体のエネルギーは同一なため、各々の周波数でのパワーが下がり結果として不要輻射のレベルが低減する。高調波についても同様な効果により不要輻射レベルが低減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波重畳法によりレーザー素子を駆動するための重畳回路において、
基準信号と設定周波数とに応じた周波数制御信号を発生する周波数設定回路と、該周波数設定回路からの前記周波数制御信号に基づいて重畳信号を発生する発振回路と、変調信号が入力され、前記重畳信号を変調信号周波数に応じた速さで、時間的に周波数変調する変調信号入力手段とを備え、
前記発振回路からの周波数変調された周波数を前記レーザー素子に印加するようにしたことを特徴とする重畳回路。
【請求項２】
前記周波数設定回路の前記設定周波数を可変にする周波数設定素子を設け、前記周波数設定回路における周波数を設定するための基準信号を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の重畳回路。
【請求項３】
前記変調信号入力手段は、前記基準信号に前記変調信号を加算する加算手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の重畳回路。
【請求項４】
前記変調信号入力手段は、前記周波数設定素子に直列に可変抵抗素子を接続し、該可変抵抗素子の抵抗値を前記変調信号により可変することを特徴とする請求項１又は２に記載の重畳回路。
【請求項５】
前記変調信号入力手段は、前記周波数設定回路と前記発振回路との間に加算器を設け、前記周波数制御信号に直接変調周波数信号を加算するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の重畳回路。
【請求項６】
前記変調周波数信号に三角波を用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の重畳回路。
【請求項７】
前記基準信号の電圧を分圧する分圧回路と、該分圧回路に接続された変調信号発生回路とを備え、前記基準信号と変調を掛けるための電圧又は電流との比を一定に保つことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の重畳回路。
【請求項８】
前記加算手段と前記発振器との間に分周回路とレベル変換回路を設け、発振周波数を制御したことを特徴とする請求項３に記載の重畳回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重畳回路に関し、より詳細には、高周波重畳法によりレーザー素子を駆動する重畳回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク技術が著しい発展を遂げている。光ディスクは、レーザー光により光ディスクと非接触で再生することが可能である。光ディスクとしてＣＤがあったが、小型であることや高速アクセス性により、現在広く市場に受け入れられている。このような状況の中、ＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）が登場した。ＤＶＤ技術もＣＤ技術と同様、レーザー光を光ディスクに照射してその反射光の明暗でデータを得ており、市場に広く受け入れられている。
【０００３】
図８は、従来のレーザー素子を駆動するオートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路の構成図で、図中符号１１は重畳回路、１１ａは発振器、１１ｂは出力回路、１２はフィルタ、１３はＡＰＣ回路、１４はレーザーダイオード（ＬＤ），１５はフォトダイオード（ＰＤ）を示している。
【０００４】
レーザーダイオード１４から出力されるレーザー光は、ＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）上に照射されるだけでなく、フォトダイオード１５によって受光される。このフォトダイオード１５で光が電気信号に変換されるが、このときレーザー光の光量に応じた電気信号が得られる。この電気信号に応じてＡＰＣ回路１３は、発光するレーザー光の光量が一定になるように制御される。
【０００５】
レーザーダイオード１４には、シングルモードレーザーとマルチモードレーザーがあるが、シングルモードレーザーでは、レーザー自体の温度特性や戻り光ノイズによって、発振周波数が変動しやすく、また、モードジャンプを起こしやすいなどで、光出力が変動し、ノイズが発生しやすいという欠点がある。一方、マルチモードで発光するレーザーダイオードは開発されているが、信頼性が低く高価であるなどの欠点がある。
【０００６】
そこで、一般には高周波重畳法を使って、シングルモードのレーザーダイオードを駆動させて、マルチモードのレーザー光を得る方法が取られていた。高周波重畳法では、（シングルモード）レーザーダイオードが動作立ち上がり時にマルチモードで発光することを利用する。特に、レーザーダイオードが自励発振型であると、立ち上がり時にマルチモードになりやすい。高調波重畳法を達成する回路として、図８に示した重畳回路により外部からレーザーダイオードに高周波信号を印加することで立ち上がり状態を継続させ、複数の波長を含むレーザー光を発光させている。
【０００７】
したがって、高調波重畳法により、シングルモードのレーザーダイオードを使って、あたかもマルチモードのレーザーダイオードを使用しているように見せることができる。シングルモードでレーザー光を発光するレーザーダイオードは、汎用品として広く市場に出ているため、現在高調波重畳法が有効な手段の一つとなっている。
【０００８】
また、フィルタ１２は、重畳回路１１で発生する高周波の基本波及び高調波が電源を経由しておこす不要輻射を抑制する目的で挿入されている。
【０００９】
図９は、従来の重畳回路を示す構成図で、図中符号２１は重畳回路、２２は発振器、２２ａは周波数設定回路、２２ｂは発振回路、２２ｃは周波数設定素子、２３は出力回路、２４はレーサーダイオードを示している。
【００１０】
重畳回路２２の重畳周波数は、再生のデータに影響を与えない程度に高く、安定してマルチモード発振となり、ノイズ特性等が改善される周波数に設定されている。このため重畳回路２２は、周波数を設定する周波数設定回路２２ａと発振回路２２ｂとから構成されている。
【００１１】
周波数設定回路２２ａは、設定周波数を可変できるように、通常、抵抗素子２２ｃにより、所定の発振周波数を設定できるようになっている。この出力信号（＝周波数制御信号）を入力とする発振回路２２ｂで、周波数制御信号に応じた周波数の発振信号が生成される。この生成された周波数の発振信号が、出力回路２３によりレーザーダイオード２４に印加される。また、ＤＡ等により周波数制御信号（電圧、電流）を直接与える方法も用いられている。
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２１６４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、高周波の重畳周波数は、通常数百ＭＨｚ以上であり、またこれに加えて基本波のｎ倍（Ｎ＞＝２の整数）の高調波が発生する。数百ＭＨｚ以上の高周波は、例えば、光りピックアップなどのシステム外へ放射しやすいために、不要輻射を抑制する必要がある。そのため、重畳回路の出力部または電源にフィルタを接続するなどの対策を取ると、高周波重畳法に関する回路が大型化し高価になるという課題があった。
【００１４】
また、特許文献１では、出力回路の周波数特性を制限することで、ｎ倍の高調波を抑制しているが、高調波成分は抑制できても基本波成分は抑制することができないという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、重畳周波数及びその高調波成分の不要輻射を抑制できる重畳回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、高周波重畳法によりレーザー素子を駆動するための重畳回路において、基準信号と設定周波数とに応じた周波数制御信号を発生する周波数設定回路と、該周波数設定回路からの前記周波数制御信号に基づいて重畳信号を発生する発振回路と、変調信号が入力され、前記重畳信号を変調信号周波数に応じた速さで、時間的に周波数変調する変調信号入力手段とを備え、前記発振回路からの周波数変調された周波数を前記レーザー素子に印加するようにしたことを特徴とする。（図１に対応）
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記周波数設定回路の前記設定周波数を可変にする周波数設定素子を設け、前記周波数設定回路における周波数を設定するための基準信号を変化させるようにしたことを特徴とする。（図１に対応）
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記変調信号入力手段は、前記基準信号に前記変調信号を加算する加算手段を有することを特徴とする。（図１に対応）
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記変調信号入力手段は、前記周波数設定素子に直列に可変抵抗素子を接続し、該可変抵抗素子の抵抗値を前記変調信号により可変することを特徴とする。（図２に対応）
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変調信号入力手段は、前記周波数設定回路と前記発振回路との間に加算器を設け、前記周波数制御信号に直接変調周波数信号を加算するようにしたことを特徴とする。（図３に対応）
【００２０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記変調周波数信号に三角波を用いたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記基準信号の電圧を分圧する分圧回路と、該分圧回路に接続された変調信号発生回路とを備え、前記基準信号と変調を掛けるための電圧又は電流との比を一定に保つことを特徴とする。（図４に対応）
【００２２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記加算手段と前記発振器との間に分周回路とレベル変換回路を設け、発振周波数を制御したことを特徴とする。（図５に対応）
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基準信号と設定周波数とに応じた周波数制御信号を発生する周波数設定回路と、この周波数設定回路からの周波数制御信号に基づいて重畳信号を発生する発振回路と、変調信号が入力され、重畳信号を変調信号周波数に応じた速さで、時間的に周波数変調する変調信号入力手段とを備え、発振回路からの周波数変調された周波数をレーザー素子に印加するようにしたので、重畳周波数を変調することにより、その基本波及び高調波成分の不要輻射を著しく抑制でき、不要輻射対策が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の重畳回路の実施例１を説明するための構成図で、図中符号１は重畳回路、２は発振器、２ａは周波数設定回路、２ｂは発振回路、２ｃは周波数設定素子（抵抗）、３は加算器、４は出力回路、５はレーザーダイオードを示している。
【００２５】
本発明の重畳回路２は、高周波重畳法によりレーザー素子を駆動するためのもので、この重畳回路２の基準電圧（電流）に加算器３を介して変調周波数成分（変調信号）を加え、重畳周波数に変調を掛けるものである。ここで、重畳周波数とは、重畳回路２によりレーザーダイオード５に印加する高周波信号の周波数を意味している。
【００２６】
そして、この重畳回路２は、基準信号と変調信号とを加える加算器３と、この加算器３の出力信号を入力信号とし、設定周波数と変調信号周波数に応じた周波数制御信号を発生する周波数設定回路２ａと、この周波数設定回路２ａからの前記周波数制御信号を入力し、変調信号周波数に応じた速さで、時間的に周波数変調された信号を発生する発振回路２ｂとからなる発振器２とを備え、この発振器２からの周波数変調された周波数をレーザーダイオード５に印加するように構成されている。また、周波数設定回路２ａの設定周波数を可変にする周波数設定素子２ｃを設け、周波数設定回路２ａにおける周波数を設定するための基準信号を変化させるように構成されている。
【００２７】
つまり、重畳回路２の基準電圧（電流）に変調周波数の成分（変調信号）を加えることにより、周波数設定回路２ａの出力には、設定周波数＋変調信号周波数に応じた周波数制御信号が発生する。これを入力とする発振回路２ｂでは、発振周波数が、設定周波数ｆ、基準電圧ＶＲＥＦ、変調信号の振幅をＶＭとすると、ｆ＊ＶＭ／ＶＲＥＦの範囲で変調周波数に応じた速さで、時間的に周波数が変化する信号、つまり、周波数変調された信号となる。この生成された周波数変調された周波数が、出力回路４によりレーザーダイオード５に印加される。
【００２８】
周波数変調は、時間と共に周波数が変化するため、その周波数スペクトルは広がりを有している。しかし、全体のエネルギーは同一なため、各々の周波数でのパワーが下がり結果として不要輻射のレベルが低減する。高調波についても同様な効果により不要輻射レベルが低減する。
【００２９】
図２は、本発明の重畳回路の実施例２を説明するための構成図で、図中符号２ｄは可変抵抗素子で、その他、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この実施例２は、実施例１において、加算器３を除き、周波数設定素子（抵抗）２ｃに直列に可変抵抗素子２ｄを入れ、その抵抗値を変調周波数に応じて可変したものである。設定周波数ｆ、設定抵抗ＲＳＥＴ、直列抵抗の変動を０〜ＲＭとすると、ＲＥＳＴ時の周波数と、ＲＳＥＴ＋ＲＭ時の周波数の範囲で変調周波数に応じた速さで、時間的に周波数が変化する信号が得られ、上述した場合と同様に周波数変調信号となり、同様の効果が得られる。
【００３０】
重畳回路２は集積化される場合、通常、周波数設定用素子（抵抗）２ｃは外付けされるので、この端子の電圧、電流、抵抗値を測定することで、変調が正常の行われているかを判定することができる。これは集積化した場合、重畳周波数を直接測定せずに、集積回路の合否を判定できる。上述したように、重畳周波数は数１００ＭＨｚと非常に高周波なため、この方法は検査にかかる設備の削減や、検査時間を大幅に短縮できる。
【００３１】
図３は、本発明の重畳回路の実施例３を説明するための構成図で、図中符号２ｅは加算器で、その他、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この実施例３は、実施例１における発振器２の前段に設けられていた加算器３を除き、発振器２の周波数設定回路２ａと発振回路２ｂとの間に、加算器２ｅを新たに設けたものである。
【００３２】
周波数設定回路２ａと発振回路２ｂとの間に加算器２ｅを設けることにより、周波数制御信号に直接変調周波数信号を加算するようにしたもので、これも上述した実施例１と同様の動作で同様の効果を得ることができる。また、この場合は、周波数設定回路にはＤＡなどを用いてもよい。
【００３３】
変調周波数信号に三角波を用いるなどで、重畳周波数の変化を時間的に三角波となるようおこなうと、時間的に変化する重畳周波数が、時間的に均一になるため、広がった周波数スペクトラムは均一となり、結果として不要輻射レベルも均一に低減する。不要輻射で問題となるのは、通常はその最も高いレベルであるため、均一に減衰させるのが最も効果が大きい。
【００３４】
重畳周波数は、上述したように、データ、レーザーなどの条件により決定されるため、それを周波数変調により周波数を変化させる場合は、周波数変化を制御して安定させなくてはならない。
【００３５】
図４は、本発明の重畳回路の実施例４を説明するための構成図で、図中符号６は分圧回路、７は変調信号発生回路で、その他、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この実施例４は、実施例１において、基準電圧を分圧する分圧回路６と、この分圧回路６からの信号を入力し、変調信号を加算器３に出力する変調信号発生回路７を設けたものである。
【００３６】
このように、基準電圧を分圧回路６により分圧して、変調信号発生回路７により変調周波数の振幅をきめることにより、基準電圧に変動等があっても、周波数変調の幅と重畳周波数の比を常に一定に保つことができるように構成したものである。
【００３７】
図５は、本発明の重畳回路の実施例５を説明するための構成図で、図中符号８は分周回路、９はレベル変換回路で、その他、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この実施例５は、実施例１において、加算器３と発振器２の間に、分周回路８とレベル変換回路９を設けたものである。
【００３８】
つまり、この実施例５のものは、分周回路８とレベル変換回路９からなる変調周波数を生成する構成を備えており、発振周波数は制御されているために安定した周波数が得られる。これを利用して分周回路８を用いて変調周波数を生成することで安定した変調周波数を、小規模な回路で作ることができる。
【００３９】
分周回路８により発振周波数を分周し、それをレベル変換回路９で所定のレベルとして、これを変調信号として用いる。ここで、発振周波数ｆは、変調信号が＋の場合は上がり、−の場合は下がり、その周波数幅をΔｆとする。すると、図６に示すように、変調信号が＋の場合は、発振周波数が上がるため（ｆ＋Δｆ）、分周回路８の出力の周期は短くなり、所定の分周数で、反転し変調信号は−となる。この場合は、発振周波数が下がる（ｆ−Δｆ）ため、分周回路８の出力の周期は長くなる。この差をΔｔとする。この結果として、変調信号のｄｕｔｙがΔｔずれることとなる。このずれ量は、発振周波数と変化させる周波数との比できまる。発振周波数を変化させる割合が小さい場合は、Δｔも無視できる程度に小さくなるため特に問題とならない。
【００４０】
また、レベル変換回路９の出力を三角波とすると、図７に示すように、分周回路８の出力が、Ｈｉ、Ｌｏ期間での変調信号の平均値ＡｖｈとＡｖｌが等しくなるため（図７ではゼロ）、発振周波数の平均周波数も同一（図では＝ｆ）となり、分周回路８の出力が、Ｄｕｔｙのずれるという問題はなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の重畳回路の実施例１を説明するための構成図である。
【図２】本発明の重畳回路の実施例２を説明するための構成図である。
【図３】本発明の重畳回路の実施例３を説明するための構成図である。
【図４】本発明の重畳回路の実施例４を説明するための構成図である。
【図５】本発明の重畳回路の実施例５を説明するための構成図である。
【図６】図５に示した実施例５における発振器信号と分周信号と変調信号を示した図（その１）である。
【図７】図５に示した実施例５における発振器信号と分周信号と変調信号を示した図（その２）である。
【図８】従来のレーザー素子を駆動するオートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路の構成図である。
【図９】従来の重畳回路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  重畳回路
２  発振器
２ａ  周波数設定回路
２ｂ  発振回路
２ｃ  周波数設定素子
２ｄ  可変抵抗素子
２ｅ  加算器
３  加算器
４  出力回路
５  レーザーダイオード
６  分圧回路
７  変調信号発生回路
８  分周回路
９  レベル変換回路
１１  重畳回路
１１ａ  発振器
１１ｂ  出力回路
１２  フィルタ
１３  ＡＰＣ回路
１４  レーザーダイオード（ＬＤ）
１５  フォトダイオード（ＰＤ）
２１  重畳回路
２２  発振器
２２ａ  周波数設定回路
２２ｂ  発振回路
２２ｃ  周波数設定素子
２３  出力回路
２４  レーサーダイオード
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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