(57)【要約】【課題】回路を構成するオペアンプがオフセット電圧を有する場合であっても，発光素子の駆動電流を適切に制御する発光素子駆動装置を提供する。【解決手段】第１のピークホールド回路ＰＨ１は，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号のピーク電位をホールドし，第２のピークホールド回路ＰＨ２は，差動出力アンプＡ２が出力する逆相電圧信号のピーク電位をホールドする。加算回路ＡＤＤは，第１のピークホールド回路の出力信号と第２のピークホールド回路の出力信号を加算する。差動入力アンプＡ３は，基準電圧Ｖｒと加算回路の加算結果電圧信号との差の電圧を増幅して出力する。電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，差動入力アンプＡ３の出力電圧に応じた直流電流Ｉｏを出力する。電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷは，直流電流Ｉｏをパルス電流Ｉｐに変換し，レーザーダイオードＬＤに供給する。【選択図】  図２
2005038943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
前記発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
前記電流電圧変換部から出力される電圧信号の交流成分を増幅して，交流増幅信号を出力する交流結合増幅部と，
前記交流増幅信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，
前記第１の直流電流を前記送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，
バイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項２】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
前記発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
前記電流電圧変換部から出力される電圧信号の交流成分を増幅して，交流増幅信号を出力する交流結合増幅部と，
前記交流増幅信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，
前記送信パルス信号に応じたパルス電流を前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項３】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
前記発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
前記電流電圧変換部から出力される電圧信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力増幅部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧または前記第２の検出回路の出力電圧と前記第２の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第２の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，
前記第１の直流電流を前記送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，
前記第２の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項４】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
前記発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，
前記電流電圧変換部から出力される電圧信号と，前記第３の基準電圧との電位差を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，
前記第１の直流電流を前記送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，
バイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項５】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，
前記電流電圧変換部から出力される電圧信号と，前記第３の基準電圧との電位差を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，
前記送信パルス信号に応じたパルス電流を前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項６】
発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置であって，
前記発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，
前記受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，
第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，
一方の入力端に前記電流電圧変換部から出力される電圧信号が入力され，他方の入力端に前記第３の基準電圧が入力され，正相出力端から正相電圧信号を出力し，逆相出力端から逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，
前記正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，
前記逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，
第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧と前記第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と前記第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，
第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧回路と，
前記第１の検出回路の出力電圧または前記第２の検出回路の出力電圧と前記第２の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第２の演算部と，
前記第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，
前記第１の直流電流を前記送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して前記発光素子に供給するパルス電流出力部と，
前記第２の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を前記発光素子に供給するバイアス電流出力部と，を備えたことを特徴とする，発光素子駆動装置。
【請求項７】
前記第３の基準電圧は，前記発光素子が光を出射していないときの，前記電流電圧変換部から出力される電圧信号の電位に調整されることを特徴とする，請求項４，５，または６に記載の発光素子駆動装置。
【請求項８】
前記第１の演算部は，第１の時定数回路を備えることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，または７に記載の発光素子駆動装置。
【請求項９】
前記第１の演算部は，第１の時定数回路を備え，前記第２の演算部は，第２の時定数回路を備えることを特徴とする，請求項３または６に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１０】
第２のバイアス電流を前記発光素子に供給する第２のバイアス電流出力部を備えたことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，または９に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１１】
前記交流結合増幅部の増幅率は，外部から調整が可能であることを特徴とする，請求項１または２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１２】
前記差動出力増幅部または前記差動入力差動出力増幅部の増幅率は，外部から調整が可能であることを特徴とする，請求項３，４，５，６，７，または９に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１３】
前記第１の演算部による演算結果が所定値を超えたことを検出する第１の検出部を備えたことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，または１２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１４】
第１の直流電流の値が所定値を超えたことを検出する第２の検出部を備えたことを特徴とする，請求項１，３，４，または６に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１５】
バイアス電流の値が所定値を超えたことを検出する，第３の検出部を備えたことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，または１２に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１６】
第２の演算部による演算結果が所定値を超えたことを検出する，第４の検出部を備えたことを特徴とする，請求項３または６に記載の発光素子駆動装置。
【請求項１７】
前記パルス電流出力部と前記バイアス電流出力部とに流れる電流の和が所定値を超えたことを検出する，第５の検出部を備えたことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，または１２に記載の発光素子駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，発光素子駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年，通信回線を介した信号の伝送には，大容量化，高速化に有利な光信号が用いられている。例えば，コンピュータ，電話等の各種情報機器から出力された電気信号は，光通信装置において光信号に変換され，光通信回線へ送出される。
そして，この光通信装置が備える光電変換素子としては，周波数応答が極めて高く，小型化が容易なレーザーダイオード（ＬＤ）の採用が盛んである。
【０００３】
安定した光通信を行うためには，レーザーダイオードの光出力を常時監視し，その駆動を制御する必要がある。一般的に，光通信用のレーザーダイオードには，駆動電流を自動的に調整するための光帰還回路が付加される。この光帰還回路は，例えば，レーザーダイオードの後方光（光出力）をモニタするフォトダイオード，このフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路，オペアンプ部，および基準電圧回路部等から構成される。このような回路は，レーザーダイオードの光出力を自動的に安定化させることから，ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と呼ばれている。
【０００４】
下記の特許文献１，特許文献２，および特許文献３には，ＡＰＣ回路を備えた光通信装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２３２９１７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７４８２７号公報
【特許文献３】
特開２００１−３６４７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，レーザーダイオードの駆動制御回路を構成するオペアンプのオフセット電圧が大きくなると，光振幅値もしくは光ピーク値を正確に検出できなくなるために，レーザーダイオードに流れる駆動電流の制御が不安定になる。このオフセット電圧は，例えば，オペアンプの製造ばらつきや，光通信装置の周囲温度変動に起因するものである。駆動バイアス電流が発光スレショルド値を大幅に超えてしまうと，レーザーダイオードが出力する光のオフ時にも発光状態が残るようになるためにオフ時光雑音が増加し，オン／オフ比（消光比）が劣化してしまう。逆に，駆動バイアス電流が低下すると，光オフからオンへの過渡応答時間が遅くなるために，レーザーダイオードの出力光に遅延が生じてしまう。
【０００７】
この点，ＡＰＣ回路に属するオペアンプの出力端にキャパシタを直列に接続すれば，オペアンプが出力する電流から直流成分がカットされ，振幅成分のみが抽出されることになる。この結果，レーザーダイオードの駆動電流の制御に，オペアンプのオフセット電圧の影響が及ばなくなる。
【０００８】
ただし，このような直列キャパシタを有する従来のＡＰＣ回路によれば，送信される各フレームデータ信号内の“１”と“０”の出現確率が一時的に大きく変動すると，直列キャパシタの後段の直流電位が変化してしまい，レーザーダイオードに流れる駆動電流の制御が不安定になる。したがって，かかるＡＰＣ回路を備えたレーザーダイオードは，送信される各フレームデータ信号内の“１”と“０”の出現確率が一定な平衡符号の送信にしか適用できず，“１”と“０”の出現確率が一定でない信号，例えばバースト信号を安定的に出力するものとして適当ではなかった。
【０００９】
本発明は，上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，その目的は，ＡＰＣ回路（制御回路）を構成するオペアンプがオフセット電圧を有する場合であっても，発光素子の駆動電流を適切に制御することが可能であり，かつ，バースト信号の安定的な伝送をも実現する新規かつ改良された発光素子駆動装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明によれば，発光素子に送信パルス信号に応じた光パルス信号を発生させる発光素子駆動装置が提供される。そして，本発明の第１の観点によれば，この発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，電流電圧変換部から出力される電圧信号の交流成分を増幅して，交流増幅信号を出力する交流結合増幅部と，交流増幅信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，第１の直流電流を送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して発光素子に供給するパルス電流出力部と，バイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部とを備える。
【００１１】
本発明の第２の観点によれば，上記の発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，電流電圧変換部から出力される電圧信号の交流成分を増幅して，交流増幅信号を出力する交流結合増幅部と，交流増幅信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部と，送信パルス信号に応じたパルス電流を発光素子に供給するパルス電流出力部とを備える。
【００１２】
本発明の第３の観点によれば，上記の発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，電流電圧変換部から出力される電圧信号を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動出力増幅部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧または第２の検出回路の出力電圧と第２の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第２の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，第１の直流電流を送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して発光素子に供給するパルス電流出力部と，第２の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部とを備える。
【００１３】
本発明の第４の観点によれば，上記の発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，電流電圧変換部から出力される電圧信号と，第３の基準電圧との電位差を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，第１の直流電流を送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して発光素子に供給するパルス電流出力部と，バイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部とを備える。
【００１４】
本発明の第５の観点によれば，上記の発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，電流電圧変換部から出力される電圧信号と，第３の基準電圧との電位差を増幅し，正相電圧信号および逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部と，送信パルス信号に応じたパルス電流を発光素子に供給するパルス電流出力部とを備える。
【００１５】
本発明の第６の観点によれば，上記の発光素子駆動装置は，発光素子から出射されたモニタ光を受けて，受光電流信号を出力する受光素子と，受光電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と，第３の基準電圧を発生する第３の基準電圧回路と，一方の入力端に電流電圧変換部から出力される電圧信号が入力され，他方の入力端に第３の基準電圧が入力され，正相出力端から正相電圧信号を出力し，逆相出力端から逆相電圧信号を出力する差動入力差動出力増幅部と，正相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第１の検出回路と，逆相電圧信号のピーク値またはボトム値を検出して該ピーク値またはボトム値に応じた電圧を出力する第２の検出回路と，第１の基準電圧を発生する第１の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧と第２の検出回路の出力電圧を加算し，当該加算結果と第１の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第１の演算部と，第２の基準電圧を発生する第２の基準電圧回路と，第１の検出回路の出力電圧または第２の検出回路の出力電圧と第２の基準電圧との差分に応じた電圧を出力する第２の演算部と，第１の演算部の演算結果に応じた第１の直流電流を出力する第１の直流電流出力部と，第１の直流電流を送信パルス信号に応じたパルス電流に変換して発光素子に供給するパルス電流出力部と，第２の演算部の演算結果に応じたバイアス電流を発光素子に供給するバイアス電流出力部とを備える。
【００１６】
差動出力部にオフセット電圧が存在する場合，この差動出力部から出力される正相電圧信号および逆相電圧信号にオフセット電圧成分が含まれるおそれがある。しかし，本発明によれば，これら正相電圧信号および逆相電圧信号は，第１の演算部において演算処理され，オフセット電圧成分が取り除かれる。そして，ここでの演算結果に基づいて第１の直流電流のレベルが調整される。したがって，発光素子の駆動は，差動出力部のオフセット電圧に影響を受けることなく，安定的に制御されることになる。また，送信される各フレームデータ信号内の“１”と“０”の出現確率が一定でない信号，例えばバースト信号の安定的な転送も実現する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる発光素子駆動装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明および添付された図面において，略同一の機能および構成を有する要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略する。
【００１８】
まず，光通信に使用される発光素子としてのレーザーダイオードの駆動制御の仕組みについて，図１を参照しながら説明する。図１は，レーザーダイオードの駆動電流Ｉｌｄと光出力Ｐｏとの関係を示している。
【００１９】
レーザーダイオードに駆動電流Ｉｌｄが流れると，光出力Ｐｏｎが得られる。駆動電流Ｉｌｄが発光スレショルド電流Ｉｔｈより小さい場合，レーザー発振が生じないために，レーザーダイオードは発光しない。
【００２０】
駆動電流Ｉｌｄが大きくなり発光スレショルド電流Ｉｔｈを超えると，レーザーダイオードはレーザー発振を開始し，レーザー光を出力する。レーザー発振後は，発光オン電流Ｉｏｎ（Ｉｏｎ＝Ｉｌｄ−Ｉｔｈ）に比例（ｄｐｏ／ｄＩｌｄ（＝ｄｐｏ／ｄＩｏｎ））した光出力Ｐｏｎが得られる。
【００２１】
レーザーダイオードに対して駆動電流Ｉｌｄを間欠的に与えると，パルス状の光出力（パルス光出力）Ｐｏｎが得られる。これによって，光パルス信号による通信が可能となる。上述のように，駆動電流Ｉｌｄが発光スレショルド電流Ｉｔｈを下回ると，光出力Ｐｏｎはオフ状態となるが，このとき駆動電流Ｉｌｄを小さくしすぎると，次に駆動電流Ｉｌｄが発光スレショルド電流Ｉｔｈを上回るまでに時間がかかり，光出力Ｐｏｎのオンに遅れが生じてしまう。
【００２２】
また，光オフ時の駆動電流Ｉｌｄを発光スレショルド電流Ｉｔｈより非常に小さく設定してしまうと，光オンからオフへの移行が早めに行われることになる。この現象と前述した光オンの遅延とが相まって，光出力Ｐｏｎのパルス幅は，このレーザーダイオードを用いて送信しようとするデータの時間幅に比べて狭くなる。
【００２３】
レーザー発光の遅延を防止し，かつ，光出力に所定の時間幅を確保するためには，一般的に，レーザーダイオードに対して，予め発光スレショルド電流Ｉｔｈより僅かに小さい電流（直流バイアス電流Ｉｂ）を流しておき，駆動パルス電流Ｉｐを加える方法が採られる。ここで，駆動パルス電流Ｉｐ（ピーク（最大）値）と直流バイアス電流Ｉｂを加えたものが，駆動電流Ｉｌｄに一致する。
【００２４】
以上の駆動電流Ｉｌｄ，発光スレショルド電流Ｉｔｈ，発光オン電流Ｉｏｎ，直流バイアス電流Ｉｂ，および駆動パルス電流Ｉｐの関係を示す。
【００２５】
Ｉｌｄ＝Ｉｔｈ＋Ｉｏｎ＝Ｉｂ＋Ｉｐ
【００２６】
ところで，レーザーダイオードの周辺温度が変動すると，発光スレショルド電流Ｉｔｈの値や発光オン電流Ｉｏｎの比例勾配（ｄＰｏ／ｄＩｌｄ）が変化し，光出力Ｐｏｎが安定しなくなる可能性がある。このため，通常，レーザーダイオードには，上で説明したＡＰＣ回路が備えられる。レーザーダイオードは，光通信に用いる通信用レーザー光（光出力Ｐｏｎ）を前方向に出力するとともに，後方向へも通信用レーザー光に応じた光（モニタ用レーザー光）を出力することも可能である。この他，通信用レーザー光の一部を分岐させるなどの方法によって，モニタ用レーザー光を発生させるようにしてもよい。ＡＰＣ回路には，このモニタ用レーザー光を受光するフォトダイオードが備えられ，このフォトダイオードの出力に基づいて，直流バイアス電流Ｉｂとパルス電流Ｉｐが制御される。この結果，レーザーダイオードから，所定のパルス幅およびパワーに調整された通信用レーザー光が出力される。
【００２７】
光出力Ｐｏｎのパルス幅調整およびオン／オフタイミング調整に，より高い精度が要求される場合，常時，直流バイアス電流Ｉｂの値がスレショルド電流Ｉｔｈの値に一致するように（駆動パルス電流Ｉｐと発光オン電流Ｉｏｎが等しくなるように），直流バイアス電流Ｉｂおよび駆動パルス電流Ｉｐを並行して制御することが好ましい。しかし，直流バイアス電流Ｉｂと駆動パルス電流Ｉｐの両方を理想値になるよう制御することは困難である。したがって，光通信用のレーザーダイオードの駆動制御においては，多くの場合，直流バイアス電流Ｉｂまたは駆動パルス電流Ｉｐのいずれか一方を所定の値に固定し，他方の値を調整する。
【００２８】
具体的には，予め発光スレショルド電流Ｉｔｈの変動量を予測し，その下限値に直流バイアス電流Ｉｂを固定した上で駆動パルス電流Ｉｐを調整する制御方法，または，予め発光オン電流Ｉｏｎの変動量を予測し，その最大値に駆動パルス電流Ｉｐを固定した上で直流バイアス電流Ｉｂを調整する制御方法のいずれかが採用される。かかる制御によってレーザーダイオードの動作が安定し，所望の光出力Ｐｏｎが得られる。
【００２９】
以上のような仕組みに基づいて，光通信用のレーザーダイオードは駆動制御される。ここから，本発明の実施の形態にかかる発光素子駆動装置について説明する。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）１０１を図２に示す。
【００３１】
このレーザーダイオード駆動回路１０１は，レーザーダイオードＬＤ（発光素子），フォトダイオードＰＤ（受光素子），プリアンプ部ＰＡ（電流電圧変換部），キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，キャパシタＣ２，差動出力アンプＡ２（差動出力部），第１のピークホールド回路ＰＨ１（第１の検出回路），第２のピークホールド回路ＰＨ２（第２の検出回路），加算回路ＡＤＤ，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１（第１の基準電圧回路），差動入力アンプＡ３，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴ（第１の直流電流出力部），電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷ（パルス電流出力部），およびバイアス電流回路ＩＢ（バイアス電流出力部）から構成されている。キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２は，本発明における交流結合増幅部を構成する。また，加算回路ＡＤＤおよび差動入力アンプＡ３は，本発明における第１の演算部を構成する。
【００３２】
レーザーダイオードＬＤのアノードは，電源電位＋Ｖの供給ラインに接続されており，レーザーダイオードＬＤのカソードは，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷの出力端およびバイアス電流回路ＩＢの出力端に接続されている。そして，レーザーダイオードＬＤは，カソードに流れる駆動電流Ｉｌｄによって駆動され，光通信に用いる通信用レーザー光ＬＢｆ（光出力Ｐｏｎ）を前方向に出力するとともに，後方向へも通信用レーザー光に応じた光（モニタ用レーザー光ＬＢｍ）を出力する。
【００３３】
フォトダイオードＰＤは，レーザーダイオードＬＤから光帰還経路を経由して送られて来るモニタ用レーザー光ＬＢｍを受光し，これを光電変換して受光電流信号として出力する。図２に示したフォトダイオードＰＤは，カソードがプリアンプ部ＰＡの入力端に接続され，アノードが電源電位−Ｖの供給ラインに接続されている。この他，フォトダイオードＰＤのアノードがプリアンプ部ＰＡに接続され，カソードが電源電位＋Ｖの供給ラインに接続されるように回路構成することも可能である。
【００３４】
フォトダイオードＰＤの回路構成によって，フォトダイオードＰＤが出力する受光電流信号の極性（電流方向）が異なる。図２に示したように，フォトダイオードＰＤのカソードがプリアンプ部ＰＡの入力端に接続されている場合，受光電流信号は，カソードに流れ込む方向の電流で実現される。逆に，フォトダイオードＰＤのアノードがプリアンプ部ＰＡの入力端に接続されている場合，受光電流信号は，アノードから流れ出す方向の電流で実現される。
【００３５】
交流信号アンプＡ１の入力端は，キャパシタＣ１を介してプリアンプ部ＰＡの出力端に交流結合（カップリング）され，交流信号アンプＡ１の出力端は，キャパシタＣ２を介して差動出力アンプＡ２の入力端に交流結合されている。このプリアンプ部ＰＡは，図３に示すように，入出力間が逆相となるアンプＡｐ１および負帰還抵抗ＲＦから構成される。負帰還抵抗ＲＦは，アンプＡｐ１の入力端と出力端に直接に接続されている。このプリアンプ部ＰＡに代えて，図４に示すように，アンプＡｐ２と入力抵抗ＲＩによって構成されたプリアンプ部ＰＡ２を採用することも可能である。入力抵抗ＲＩは，アンプＡｐ２の入力端とグランドラインを接続する。
【００３６】
差動出力アンプＡ２の正相出力端は，第１のピークホールド回路ＰＨ１の入力端に接続されており，差動出力アンプＡ２の逆相出力端は，第２のピークホールド回路ＰＨ２の入力端に接続されている。
【００３７】
加算回路ＡＤＤの第１入力端は，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力端に接続されており，加算回路ＡＤＤの第２入力端は，第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力端に接続されており，加算回路ＡＤＤの出力端は，差動入力アンプＡ３の逆相入力端に接続されている。この差動入力アンプＡ３の正相入力端には，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１の出力端が接続されている。
【００３８】
差動入力アンプＡ３の出力端は，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの入力端に接続されており，この電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの出力端は，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷの入力端に接続されている。
【００３９】
以上のように構成された本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１の動作を説明する。
【００４０】
バイアス電流回路ＩＢは，レーザーダイオードＬＤに，発光スレッショルド電流Ｉｔｈより僅かに小さい値に調整された直流バイアス電流Ｉｂを供給する。また，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷに直流電流Ｉｏを供給する。この直流電流Ｉｏの値は，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの前段の回路の動作に応じて変化する。
【００４１】
電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷは，送信信号Ｄに応じて，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴから受けた直流電流Ｉｏを駆動パルス電流Ｉｐに変換し，レーザーダイオードＬＤに供給する。
【００４２】
レーザーダイオードＬＤは，直流バイアス電流Ｉｂとパルス電流Ｉｐとの和の電流（駆動電流Ｉｌｄ）で駆動され，通信先の端末（図示せず）に向けて通信用レーザー光ＬＢｆを送信する。また，レーザーダイオードＬＤは，モニタ用レーザー光ＬＢｍを光帰還経路に送り出す。
【００４３】
電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷがパルス電流Ｉｐを出力しているとき，駆動電流Ｉｌｄ（＝直流バイアス電流Ｉｂ＋パルス電流Ｉｐ）は，発光スレショルド電流Ｉｔｈを上回る。この結果，レーザーダイオードＬＤは，通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射する。これに対して，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷがパルス電流Ｉｐを出力していないとき，駆動電流Ｉｌｄ（＝直流バイアス電流Ｉｂ）は，発光スレショルド電流Ｉｔｈよりも低く，レーザーダイオードＬＤは，通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射しない。
【００４４】
光帰還経路を介してモニタ用レーザー光ＬＢｍを受光したフォトダイオードＰＤは，このモニタ用レーザー光ＬＢｍを受光電流信号に変換する。なお，モニタ用レーザー光ＬＢｍがパルス光の場合は，受光電流信号は，パルス信号となる。
【００４５】
プリアンプ部ＰＡは，フォトダイオードＰＤが出力する受光電流信号を電圧信号に変換する。
【００４６】
プリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号は，このプリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２との間に備えられた交流信号アンプＡ１によって増幅される。この交流信号アンプＡ１とキャパシタＣ１，キャパシタＣ２を省略して，プリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２を直結することも可能である。ただし，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１のように，交流信号アンプＡ１を差動出力アンプＡ２の前段に設けることによって，差動出力アンプＡ２として利得の小さいアンプを採用できる。
【００４７】
差動出力アンプＡ２は，交流信号アンプＡ１によって増幅された交流信号を，振幅が等しい正相電圧信号と逆相電圧信号から成る差動出力信号に変換する。
【００４８】
第１のピークホールド回路ＰＨ１は，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号のピーク電位をホールドし，第２のピークホールド回路ＰＨ２は，差動出力アンプＡ２が出力する逆相電圧信号のピーク電位をホールドし，該ピーク値に応じた電圧を出力する。第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２をそれぞれ，正相電圧信号および逆相電圧信号のボトム値をホールドして，該ボトム値に応じた電圧を出力する第１のボトムホールド回路および第２のボトムホールド回路に置き換えることも可能である。
【００４９】
加算回路ＡＤＤは，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号を加算し，その結果を加算結果電圧信号として出力する。
【００５０】
差動入力アンプＡ３は，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１が出力する基準電圧Ｖｒと加算回路ＡＤＤが出力する加算結果電圧信号との差の電圧を増幅して出力する。なお，第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２をそれぞれ，上記の第１のボトムホールド回路および第２のボトムホールド回路に置き換えた場合は，差動入力アンプＡ３の差動入力接続は逆になる。
【００５１】
電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，差動入力アンプＡ３の出力電圧に応じた直流電流Ｉｏを出力する。例えば，差動入力アンプＡ３の出力電圧が上昇した場合，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，直流電流Ｉｏを減少させる。逆に，差動入力アンプＡ３の出力電圧が低下した場合，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，直流電流Ｉｏを増加させる。
【００５２】
電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷは，送信信号Ｄに応じてオン／オフ制御され，オン状態のときに直流電流Ｉｏを出力する。この電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷの動作によって，直流電流Ｉｏはパルス電流Ｉｐに変換され，レーザーダイオードＬＤに供給される。
【００５３】
バイアス電流回路ＩＢは，直流バイアス電流Ｉｂを定常的にレーザーダイオードＬＤに供給する。
【００５４】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１の各部が動作するため，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅値は一定値に保たれる。
【００５５】
次に，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１におけるレーザーダイオードＬＤの駆動制御の詳細を，図５を参照しながら説明する。
【００５６】
本実施の形態の特徴がより明らかになるように，ここではまず，レーザーダイオード駆動回路１０１がキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えてない場合（プリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２が直結されている場合）に即して，レーザーダイオード駆動回路１０１の動作を説明する。これらキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２が備えられた場合のレーザーダイオード駆動回路１０１の動作および効果については後に詳述する。
【００５７】
図５（ａ）は，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がゼロの場合，すなわち差動出力アンプＡ２が理想オペアンプから構成されている場合の差動出力アンプＡ２の動作を示している。
【００５８】
レーザーダイオードＬＤが通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射していないときは，フォトダイオードＰＤは，受光電流信号を出力せず，プリアンプ部ＰＡは無入力となる。したがって，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号と逆相電圧信号の各電位は，バイアス電位Ｖｏｂに一致する。
【００５９】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射すると，フォトダイオードＰＤは，モニタ用レーザー光ＬＢｍを受光し，プリアンプ部ＰＡに対してパルス状の受光電流信号を出力する。この受光電流信号に応じて，差動出力アンプＡ２は，ボトム（最小）電位ＶｐＬとピーク電位ＶｐＨを有するパルス状の正相電圧信号を正相出力端から出力し，ボトム電位ＶｎＬとピーク電位ＶｎＨを有するパルス状の逆相電圧信号を逆相出力端から出力する。なお，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬと，逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨはバイアス電圧Ｖｏｂに一致する。
【００６０】
各電位の関係は以下の通りである。
【００６１】
ＶｐＨ−ＶｐＬ＝ＶｎＨ−ＶｎＬ＝ΔＶ  ・・・（１）
ＶｐＬ＝ＶｎＨ＝Ｖｏｂ  ・・・（２）
【００６２】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍの光量が大きくなり（レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅が大きくなり），プリアンプ部ＰＡの電圧信号の電位レベルが上昇すると，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨが上昇し，逆相電圧信号のボトム電位ＶｎＬが低下する。この結果，式（１）の両辺はともに増大する。ただし，式（１）の左辺と右辺のイコール関係は保たれる。これに対して，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬと逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨは，式（２）に示すように，バイアス電位Ｖｏｂに固定されている。また，加算回路ＡＤＤの出力Ｖａｄｄは，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨと逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨとの和に一致するため，図から明らかなように，次式が得られる。
【００６３】
Ｖａｄｄ＝ＶｐＨ＋ＶｎＨ＝ΔＶ＋２×Ｖｏｂ  ・・・（３）
【００６４】
なお，プリアンプ部ＰＡに対するフォトダイオードＰＤの接続極性が逆の場合，光出力Ｐｏｎの振幅が大きくなるとプリアンプ部ＰＡから出力される電圧信号は低下する。このときは，差動出力アンプＡ２の差動出力の正相と逆相の出力関係が入れ替わる。
【００６５】
次に，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がプラスの場合の差動出力アンプＡ２の動作を，図５（ｂ）を用いて説明する。差動出力アンプＡ２がプラスの出力オフセット電圧を有している場合，差動出力アンプＡ２が無入力，すなわち，レーザーダイオードＬＤが通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射していないとき，正相電圧信号の電位が逆相電圧信号の電位より高くなる。
【００６６】
なお，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧は，差動出力アンプＡ２の製造ばらつきや周辺温度変動の他，フォトダイオードＰＤのリーク電流やプリアンプ部ＰＡのオフセット電圧にも起因する。
【００６７】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射すると，フォトダイオードＰＤは，モニタ用レーザー光ＬＢｍを受光し，プリアンプ部ＰＡに対してパルス状の受光電流信号を出力する。この受光電流信号に応じて，差動出力アンプＡ２は，ボトム電位ＶｐＬ１とピーク電位ＶｐＨ１を有するパルス状の正相電圧信号を正相出力端から出力し，ボトム電位ＶｎＬ１とピーク電位ＶｎＨ１を有するパルス状の逆相電圧信号を逆相出力端から出力する。ここで，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬ１は，差動出力アンプＡ２の入力電がゼロのときの正相出力端の電位であり，バイアス電位Ｖｏｂよりも出力オフセット電圧分高いレベルである。正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ１も，差動出力アンプＡ２が理想オペアンプから構成されている場合に比べて，出力オフセット電圧分高くなる。また，逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ１は，差動出力アンプＡ２の入力電圧がゼロのときの逆相出力端の電位であり，バイアス電位Ｖｏｂよりも出力オフセット電圧分低いレベルである。逆相電圧信号のボトム電位ＶｎＬ１も，差動出力アンプＡ２が理想オペアンプから構成されている場合に比べて，出力オフセット電圧分低くなる。
【００６８】
各電位の関係は以下の通りである。
【００６９】
ＶｐＨ１−ＶｐＬ１＝ＶｎＨ１−ＶｎＬ１＝ΔＶ  ・・・（４）
ＶｐＬ１≠ＶｎＨ１  ・・・（５）
ＶｐＬ１−Ｖｏｂ＝−（ＶｎＨ１−Ｖｏｂ）＝ΔＶｏｆｆ  ・・・（６）
【００７０】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍの光量が大きくなり（レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅が大きくなり），プリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号の電位レベルが上昇すると，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ１が上昇し，逆相電圧信号のボトム電位ＶｎＬ１が低下する。この結果，式（４）の両辺はともに増大する。ただし，式（４）の左辺と右辺のイコール関係は保たれる。これに対して，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬ１と逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ１はともに変化せず，式（５）および式（６）の関係を保つ。また，加算回路ＡＤＤの出力Ｖａｄｄ１は，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ１と逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ１との和に一致するため，図から明らかなように，次式が得られる。
【００７１】
ＶｐＨ１＝ΔＶ＋Ｖｏｂ＋ΔＶｏｆｆ  ・・・（７）
ＶｎＨ１＝Ｖｏｂ−ΔＶｏｆｆ  ・・・（８）
Ｖａｄｄ１＝ＶｐＨ１＋ＶｎＨ１＝ΔＶ＋２×Ｖｏｂ  ・・・（９）
【００７２】
次に，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がマイナスの場合の差動出力アンプＡ２の動作を，図５（ｃ）を用いて説明する。差動出力アンプＡ２がマイナスの出力オフセット電圧を有している場合，差動出力アンプＡ２が無入力，すなわち，レーザーダイオードＬＤが通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射していないとき，正相電圧信号の電位が逆相電圧信号の電位より低くなる。
【００７３】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍを出射すると，フォトダイオードＰＤは，モニタ用レーザー光ＬＢｍを受光し，プリアンプ部ＰＡに対してパルス状の受光電流信号を出力する。この受光電流信号に応じて，差動出力アンプＡ２は，ボトム電位ＶｐＬ２とピーク電位ＶｐＨ２を有するパルス状の正相電圧信号を正相出力端から出力し，ボトム電位ＶｎＬ２とピーク電位ＶｎＨ２を有するパルス状の逆相電圧信号を逆相出力端から出力する。ここで，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬ２は，差動出力アンプＡ２の入力電がゼロのときの正相出力端の電位であり，バイアス電位Ｖｏｂよりも出力オフセット電圧分低いレベルである。正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ２も，差動出力アンプＡ２が理想オペアンプから構成されている場合に比べて，出力オフセット電圧分低くなる。また，逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ２は，差動出力アンプＡ２の入力電圧がゼロのときの逆相出力端の電位であり，バイアス電位Ｖｏｂよりも出力オフセット電圧分高いレベルである。逆相電圧信号のボトム電位ＶｎＬ２も，差動出力アンプＡ２が理想オペアンプから構成されている場合に比べて，出力オフセット電圧分高くなる。
【００７４】
各電位の関係は以下の通りである。
【００７５】
ＶｐＨ２−ＶｐＬ２＝ＶｎＨ２−ＶｎＬ２＝ΔＶ  ・・・（１０）
ＶｐＬ２≠ＶｎＨ２  ・・・（１１）
ＶｐＬ２−Ｖｏｂ＝−（ＶｎＨ２−Ｖｏｂ）＝ΔＶｏｆｆ  ・・・（１２）
【００７６】
レーザーダイオードＬＤがパルス状の通信用レーザー光ＬＢｆおよびモニタ用レーザー光ＬＢｍの光量が大きくなり（レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅が大きくなり），プリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号の電位レベルが上昇すると，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ２が上昇し，逆相電圧信号のボトム電位ＶｎＬ２が低下する。この結果，式（１０）の両辺はともに増大する。ただし，式（１０）の左辺と右辺のイコール関係は保たれる。これに対して，正相電圧信号のボトム電位ＶｐＬ２と逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ２はともに変化せず，式（１１）および式（１２）の関係を保つ。また，加算回路ＡＤＤの出力Ｖａｄｄ２は，正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ２と逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ２との和に一致するため，図から明らかなように，次式が得られる。
【００７７】
ＶｐＨ２＝ΔＶ＋Ｖｏｂ＋ΔＶｏｆｆ  ・・・（１３）
ＶｎＨ２＝Ｖｏｂ−ΔＶｏｆｆ  ・・・（１４）
Ｖａｄｄ２＝ＶｐＨ２＋ＶｎＨ２＝ΔＶ＋２×Ｖｏｂ  ・・・（１５）
【００７８】
本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１によれば，差動出力アンプＡ２から出力される正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ（またはＶｐＨ１またはＶｐＨ２）は，第１のピークホールド回路ＰＨ１にホールドされ，差動出力アンプＡ２から出力される逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ（またはＶｎＨ１またはＶｎＨ２）は，第２のピークホールド回路ＰＨ２によってホールドされる。
【００７９】
加算回路ＡＤＤは，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号を加算するが，その加算結果は，式（３），式（９），および式（１５）から明らかなように，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧には無関係である。つまり，加算回路ＡＤＤは，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の大きさに関わらず，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎに応じた加算結果電圧信号を出力する。
【００８０】
本実施の形態において，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１が出力する基準電圧Ｖｒは，式（１６）を満たすように設定される。なお，式（１６）におけるΔＶｐは，レーザーダイオードＬＤから所望の光出力Ｐｏｎが出力されているときに，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号（または逆相電圧信号）の振幅である。
【００８１】
Ｖｒ＝ΔＶｐ＋２×Ｖｏｂ  ・・・（１６）
【００８２】
電流出力回路ＩＰＣＯＮＴは，この基準電圧Ｖｒと加算回路ＡＤＤが出力する加算結果電圧信号が入力される差動入力アンプＡ３によって制御され，直流電流Ｉｏを出力する。ここで出力された直流電流Ｉｏは，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷの動作によって，パルス電流Ｉｐに変換され，レーザーダイオードＬＤに供給される。この結果，レーザーダイオードＬＤから出力される光出力Ｐｏｎは所望の値に調整される。
【００８３】
ところで，図６に示すように，バイアス電流回路ＩＢから出力される直流バイアス電流Ｉｂが，発光スレショルド電流Ｉｔｈより大きくなると，レーザーダイオードＬＤは，送信データがない状態でも一定の光（バイアス光）を出射することになる。
【００８４】
レーザーダイオードＬＤからバイアス光が出射されている場合，図５（ｄ）に示すように，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号および逆相電圧信号に電位シフトが生じる。このシフト電位Ｖｉｂ３のレベルは，レーザーダイオードＬＤから出射されるバイアス光のパワーに対応している。
【００８５】
本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１によれば，レーザーダイオードＬＤからバイアス光が出射されている場合であっても，加算回路ＡＤＤによる加算結果（ＶｐＨ３＋ＶｎＨ３）は，上記式（３），式（９），および式（１５）から明らかなように振幅値ΔＶとバイアス値Ｖｏｂのみによって決まるため，上記バイアス光によるオフセットを含めて，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧に影響を受けなくなる。したがって，レーザーダイオードＬＤから出力される光出力Ｐｏｎは光出力振幅値（消光比）が一定となる値に調整される。なお，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号および逆相電圧信号の電位シフト量は，発光スレショルド電流Ｉｔｈを上回った直流バイアス電流Ｉｂの大きさに起因するシフト電位Ｖｉｂ３に，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧を加えた量となる。
【００８６】
以上，レーザーダイオード駆動回路１０１がキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えてない場合の（プリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２が直結されている場合の）レーザーダイオード駆動回路１０１の動作を説明した。次に，これらキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えたレーザーダイオード駆動回路１０１（図２）の動作および効果について説明する。
【００８７】
なお，レーザーダイオード駆動回路１０１が，キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えた場合，差動出力アンプＡ２の出力である正相電圧信号および逆相電圧信号の各ピーク値は，キャパシタＣ１およびキャパシタＣ２に関わる時定数から得られる時間内における送信信号中の“１”の出現率の変動や温度変動に伴って緩やかに変動する。第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２の各ホールド時定数を，送信パルス幅に対して十分大きく，キャパシタＣ１およびキャパシタＣ２に関わる時定数に対して十分小さく設定すれば，第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２は，正相電圧信号および逆相電圧信号のピーク値変動に追従し，常にこの変動ピーク値に応じた電圧を出力する。
【００８８】
第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力であるピーク値は，一方が高くなるとその分他方が低くなり，両ピーク値の和は，振幅値に応じた値となる。この関係は，差動出力アンプＡ２の出力である正相電圧信号および逆相電圧信号の各ボトム値を用いる場合も同様であり，両ボトム値の和は，振幅値に応じた値となる。ただし，振幅値の増減に対する和の値の増減方向は，ピーク値を使用する場合とボトム値を使用する場合とでは反対となる。
【００８９】
このように，レーザーダイオード駆動回路１０１は，キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えた場合も，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧に影響を受けることなく，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎをその光出力振幅値が一定となるように調整する。
【００９０】
以上の関係を図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す。レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの発光時間と消光時間の比が１：１である場合の差動出力アンプＡ２の動作を図７（ａ）に示す。また，例えば，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎにおいて，発光時間よりも消光時間の方が長い場合の差動出力アンプＡ２の動作を図７（ｂ）に示し，逆に発光時間よりも消光時間の方が短い場合の差動出力アンプＡ２の動作を図７（ｃ）に示す。なお，図７（ａ），（ｂ），（ｃ）には，出力オフセット電圧がゼロの差動出力アンプＡ２の動作を示す。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）と図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を比較すると明らかなように，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの発光時間と消光時間の比が変動したときの差動出力アンプＡ２の動作は，その出力オフセット電圧が，常にゆっくりと変動している場合に類似したものとなる。
【００９１】
レーザーダイオード駆動回路１０１がキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えてない場合，図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号の電位は，バイアス点（無入力時に相当）から必ず増大方向に動き，逆相電圧信号の電位は，バイアス点（無入力時に相当）から必ず減少方向に動く。
【００９２】
これに対して，レーザーダイオード駆動回路１０１が，プリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２との間に，キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えた場合，図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したように，正相電圧信号の電位および逆相電圧信号の電位はともに，バイアス点を挟んで増大，減少両方向へ動く。したがって，差動出力アンプＡ２の出力動作範囲を有効に活用できる。一般にアンプの出力動作範囲を拡大させるためには，このアンプの電源電圧を高く設定する必要がある。この点，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１によれば，差動出力アンプＡ２の電源電圧を低く抑えつつ，より広い振幅の入力信号（光出力Ｐｏｎ）に対応することができる。
【００９３】
また，レーザーダイオード駆動回路１０１がキャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えてない場合，直流バイアス電流Ｉｂが発光スレショルド電流Ｉｔｈより大きい状態にあると，上述のように，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号および逆相電圧信号に電位シフトが生じる。
【００９４】
一方，レーザーダイオード駆動回路１０１が，プリアンプ部ＰＡと差動出力アンプＡ２との間に，キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えた場合，プリアンプ部ＰＡの電圧信号の直流成分がキャパシタＣ１およびキャパシタＣ２によってカットされる。このため，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号および逆相電圧信号に，直流バイアス電流Ｉｂが発光スレショルド電流Ｉｔｈを越えたことに起因する電位シフトが生じない。この結果，差動出力アンプＡ２の電源電圧を低く抑えつつ，より広い振幅の入力信号（光出力Ｐｏｎ）に対応することができる。
【００９５】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１によれば，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の大きさに関わらず，レーザーダイオードＬＤから出力される光出力Ｐｏｎの振幅を所望の値に調整することが可能となる。
【００９６】
また，バイアス電流回路ＩＢから出力される直流バイアス電流Ｉｂが，発光スレショルド電流Ｉｔｈを超えた場合であっても，レーザーダイオードＬＤから出力される光出力Ｐｏｎの振幅を適正値に制御できる。
【００９７】
また，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１は，レーザーダイオードＬＤが出射する通信用レーザー光ＬＢｆ（モニタ用レーザー光ＬＢｍ）によって伝送する信号が平衡符号からなる信号ではなく，例えばバースト信号であっても，かかるレーザーダイオードＬＤを制御することが可能である。
【００９８】
また，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１は，キャパシタＣ１，交流信号アンプＡ１，およびキャパシタＣ２を備えているため，差動出力アンプＡ２の出力動作範囲の有効活用が実現する。
【００９９】
さらに，直流バイアス電流Ｉｂが発光スレッショルド電流Ｉｔｈより大きい場合でも，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号および逆相電圧信号に電位シフトが生じない。したがって，レーザーダイオードＬＤから出力される光出力Ｐｏｎの振幅を一定に保つことが可能となる。
【０１００】
なお，図２に示したように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１は，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷとバイアス電流回路ＩＢにカソードが接続されたレーザーダイオードＬＤの駆動を制御するものであるが，アノードが電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷとバイアス電流回路ＩＢに接続されたレーザーダイオードの制御も可能である。
【０１０１】
また，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１において，フォトダイオードＰＤは，カソードがプリアンプ部ＰＡに接続されているが，アノードをプリアンプ部ＰＡに接続するようにしてもよい。
【０１０２】
図８に示したレーザーダイオード駆動回路１０２は，図２に示した本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１の変形例である。このレーザーダイオード駆動回路１０２は，レーザーダイオード駆動回路１０１に対して，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴが電流出力回路ＩＰに置き換えられ，バイアス電流回路ＩＢがバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴ（バイアス電流出力部）に置き換えられた構成を有する。レーザーダイオード駆動回路１０２において，電流出力回路ＩＰは，一定の直流電流Ｉｏを出力する。また，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，差動入力アンプＡ３の出力電圧に応じた直流バイアス電流Ｉｂを出力する。このレーザーダイオード駆動回路１０２によれば，レーザーダイオード駆動回路１０１と同等の効果が得られる。
【０１０３】
また，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１が備える差動出力アンプＡ２において，ゲイン勾配が等しい正相出力および逆相出力を有するのであれば，多段アンプ構成を採用することも可能である。図９には，その一例として，２つのアンプＡ２ａおよび差動出力アンプＡ２ｂから成る多段アンプを示した。同様に，交流信号アンプＡ１も多段アンプ構成とすることが可能である。
【０１０４】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）２０１を図１０に示す。
【０１０５】
このレーザーダイオード駆動回路２０１は，図２に示した第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１に対して，バイアス電流回路ＩＢがバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴに置き換えられ，さらに第２の差動入力アンプＡ５および第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２が付加された構成を有する。第２の差動入力アンプＡ５は，本発明における第２の演算部を構成する。
【０１０６】
第２の差動入力アンプＡ５は，第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２と，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号との差の電圧を増幅して出力する。
【０１０７】
バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧に応じた直流バイアス電流Ｉｂを出力する。例えば，第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧が上昇した場合，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，直流バイアス電流Ｉｂを増加させる。逆に，第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧が低下した場合，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，直流バイアス電流Ｉｂを減少させる。
【０１０８】
次に，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１の動作について説明する。
【０１０９】
電流出力回路ＩＰＣＯＮＴから出力される直流電流Ｉｏ（電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷから出力されるパルス電流Ｉｐ）の電流制御に関しては，このレーザーダイオード駆動回路２０１は，第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１と略同一の機能を有する。ここでは，主に，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴから出力される直流バイアス電流Ｉｂの電流制御について説明する。
【０１１０】
本実施の形態にかかるレーザーダイオード２０１に備えられた第１のピークホールド回路ＰＨ１は，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ，ＶｐＨ１，ＶｐＨ２，ＶｐＨ３（図５（ａ）〜（ｄ））をホールドする。このピーク電位ＶｐＨ，ＶｐＨ１，ＶｐＨ２，ＶｐＨ３は，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのピーク値に対応している。
【０１１１】
第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２より，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号の電位（正相電圧信号のピーク電位ＶｐＨ，ＶｐＨ１，ＶｐＨ２，ＶｐＨ３）が高くなると，第２の差動入力アンプＡ５は，レーザーダイオードＬＤに供給される直流バイアス電流Ｉｂが小さくなるように，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴを制御する。
【０１１２】
このとき，第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２は，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１から出力される基準電圧Ｖｒよりも高く設定される。第２の基準電圧Ｖｒ２と基準電圧Ｖｒのは，想定される差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の最大値に合わせることが好ましい。この結果，常に，レーザーダイオードＬＤに対して，発光スレショルド電流Ｉｔｈの値に極めて近い値の直流バイアス電流Ｉｂを流すことが可能となり，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのピーク値が所定値に保たれる。
【０１１３】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１によれば，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅を所定値に保つためのパルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の電流制御と，光出力Ｐｏｎのピーク値を所定値に保つための直流バイアス電流Ｉｂの電流制御が並行して行われる。
【０１１４】
図１１に示したレーザーダイオード駆動回路２０２は，図１０に示した本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１の変形例である。このレーザーダイオード駆動回路２０２は，レーザーダイオード駆動回路２０１に対して，第２の差動入力アンプＡ５が第２の差動入力アンプＡ５−２に置き換えられ，第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２が第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２−２に置き換えられ，さらに，第２の差動入力アンプＡ５−２の入力極性を反転させた構成を有する。
【０１１５】
第２の差動入力アンプＡ５−２は，第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２−２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２−２と，第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号との差の電圧を増幅して出力する。
【０１１６】
バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，第２の差動入力アンプＡ５−２の出力電圧に応じた直流バイアス電流Ｉｂを出力する。例えば，第２の差動入力アンプＡ５−２の出力電圧が上昇した場合，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，直流バイアス電流Ｉｂを減少させる。逆に，第２の差動入力アンプＡ５−２の出力電圧が低下した場合，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴは，直流バイアス電流Ｉｂを増加させる。
【０１１７】
次に，レーザーダイオード駆動回路２０２の動作について説明する。
【０１１８】
電流出力回路ＩＰＣＯＮＴから出力される直流電流Ｉｏ（電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷから出力されるパルス電流Ｉｐ）の電流制御に関しては，このレーザーダイオード駆動回路２０２は，第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１と略同一の機能を有する。ここでは，主に，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴから出力される直流バイアス電流Ｉｂの電流制御について説明する。
【０１１９】
レーザーダイオード２０２に備えられた第２のピークホールド回路ＰＨ２は，差動出力アンプＡ２が出力する逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ，ＶｎＨ１，ＶｎＨ２，ＶｎＨ３（図５（ａ）〜（ｄ））をホールドする。このピーク電位ＶｎＨ，ＶｎＨ１，ＶｎＨ２，ＶｎＨ３は，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのボトム値に対応している。
【０１２０】
第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２−２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２−２より，第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号の電位（逆相電圧信号のピーク電位ＶｎＨ，ＶｎＨ１，ＶｎＨ２，ＶｎＨ３）が低くなると，第２の差動入力アンプＡ５−２は，レーザーダイオードＬＤに供給される直流バイアス電流Ｉｂが小さくなるように，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴを制御する。
【０１２１】
このとき，第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２−２から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２−２は，差動出力アンプＡ２のバイアス電圧Ｖｏｂよりも低く設定される。第２の基準電圧Ｖｒ２−２とバイアス電圧Ｖｏｂの差は，想定される差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の最大値に合わせることが好ましい。この結果，常に，レーザーダイオードＬＤに対して，発光スレショルド電流Ｉｔｈの値に極めて近い値の直流バイアス電流Ｉｂを流すことが可能となり，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのボトム値が所定値に保たれる。
【０１２２】
以上のように，レーザーダイオード駆動回路２０２によれば，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅を所定値に保つためのパルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の電流制御と，光出力Ｐｏｎのボトム値を所定値に保つための直流バイアス電流Ｉｂの電流制御が並行して行われる。
【０１２３】
レーザーダイオード制御回路２０２によってレーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのボトム値制御が行われたときの，差動出力アンプＡ２の動作を図１２（ａ）〜（ｄ）に示す。図１２（ａ）は，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がゼロの場合の入出力特性を示し，図１２（ｂ）は，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がマイナスの場合の入出力特性を示し，図１２（ｃ）および図１２（ｄ）は，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧がプラスの場合の入出力特性を示している。図１２（ｃ）の電位ＶＲに第２の基準電圧Ｖｒ２−２を設定すれば，差動入力電圧ＶｉＬが確保されるように直流バイアス電流Ｉｂが保たれる。
【０１２４】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１，２０２によれば，第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１，１０２と同等の効果が得られるとともに，次の効果も得られる。
【０１２５】
レーザーダイオードＬＤの発光スレショルド電流Ｉｔｈは，電源変動，温度変動，あるいはレーザーダイオードＬＤの製造バラツキなどによって変化してしまう。この点，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１，２０２によれば，直流バイアス電流Ｉｂが，発光スレショルド電流Ｉｔｈの値に極めて近い値（発光スレショルド電流Ｉｔｈの値よりも僅かに大きい値）に維持される。したがって，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅とともに，ピーク値またはボトム値を所定値に保つことが可能となる。
【０１２６】
これによって，レーザーダイオードＬＤは，強い発光状態（送信信号“１”に相当）または弱い発光状態（送信信号“０”に相当）のいずれかの常に発光した状態に保たれる。したがって，送信信号“１”→“０”および送信信号“０”→“１”の各遷移を速く，また揃った値にすることができる。
【０１２７】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）３０１を図１３に示す。
【０１２８】
このレーザーダイオード駆動回路３０１は，図１０に示した第２の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１に対して，差動出力アンプＡ２が差動入出力アンプＡ２−２に置き換えられ，さらに第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３が付加された構成を有する。
【０１２９】
第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３から出力される第３の基準電圧Ｖｒ３は，温度変動や電源変動を含めて，無入力時のプリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号の電位に一致するように調整されている。例えば，プリアンプ部ＰＡと同等の回路であって入力がオープンとされた回路を用いて，この第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３を構成することができる。
【０１３０】
差動入出力アンプＡ２−２の正相入力端は，プリアンプ部ＰＡの出力端に接続されており，差動入出力アンプＡ２−２の逆相入力端は，第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３の出力端に接続されている。また，差動入出力アンプＡ２−２の正相出力端は，第１のピークホールド回路ＰＨ１の入力端に接続されており，差動入出力アンプＡ２−２の逆相出力端は，第２のピークホールド回路ＰＨ２の入力端に接続されている。そして，差動入出力アンプＡ２−２は，プリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号の電位と，第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２の差を，バイアス電圧を基準としてプラス方向とマイナス方向に増幅する。プラス方向への増幅結果は，正相電圧信号として正相出力端から出力され，マイナス方向への増幅結果は，逆相電圧信号として逆相出力端から出力される。
【０１３１】
第１のピークホールド回路ＰＨ１は，差動入出力アンプＡ２−２が出力する正相電圧信号のピーク電位をホールドし，第２のピークホールド回路ＰＨ２は，差動出力アンプＡ２が出力する逆相電圧信号のピーク電位をホールドする。
【０１３２】
電源変動や周囲温度変化が生じた場合，プリアンプ部ＰＡの出力バイアス電圧が変動するおそれがある。第２の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１では，このプリアンプ部ＰＡの出力バイアス電圧の変動は，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の変動に繋がる。差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧の変動量（ばらつき量）が大きい場合，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎのピーク値（またはボトム値）を一定に保つための直流バイアス電流Ｉｂの制御が不安定になる。このため，直流バイアス電流Ｉｂの値がゼロまで低下し，あるいは逆に発光スレショルド電流Ｉｔｈを大幅に越える可能性もある。
【０１３３】
この点，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路３０１に属する，差動入出力アンプＡ２−２は，プリアンプ部ＰＡが出力する電圧信号の電位と，第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３から出力される第２の基準電圧Ｖｒ２との差を増幅するものである。したがって，プリアンプ部ＰＡの出力バイアス電圧が変動した場合であっても，差動入出力アンプＡ２−２の出力オフセット電圧の変動量は小さく抑えられる。
【０１３４】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路３０１によれば，第２の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路２０１と同等の効果が得られるとともに，次の効果も得られる。
【０１３５】
差動入出力アンプＡ２−２の出力オフセット電圧の変動量が小さく抑えられる。この結果，直流バイアス電流Ｉｂを安定的に制御することが可能となる。
【０１３６】
なお，図１１に示したレーザーダイオード駆動回路２０２に対して，本実施の形態にかかるレーザーダイオード３０１に属する差動入出力アンプＡ２−２と第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３を導入することも可能である。すなわち，差動出力アンプＡ２を差動入出力アンプＡ２−２に置き換え，さらに第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３が付加するようにしてもよい。
【０１３７】
＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）４０１を図１４に示す。
【０１３８】
このレーザーダイオード駆動回路４０１は，図２に示した第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１に対して，時定数回路ＴＣ（第１の時定数回路）が付加された構成を有する。
【０１３９】
時定数回路ＴＣは，抵抗ＲｔとキャパシタＣｔから構成されている。抵抗Ｒｔは，加算回路ＡＤＤの出力端と差動入力アンプＡ３の逆相入力端との間に直列に接続されている。キャパシタＣｔは，グランドラインと差動入力アンプＡ３の逆相入力端との間に直列に接続されている。
【０１４０】
通常，各信号伝送経路毎に伝送遅延時間が異なる。また，アンプその他の回路の応答速度にも差がある。このため，制御系のループ応答が２次以上の高次形である場合，制御が不安定になり，発振の可能性もある。
【０１４１】
この点，レーザーダイオード駆動回路４０１は，制御系内に時定数経路ＴＣを備えているため，発振することもなく，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎを安定的に制御することができる。
【０１４２】
図１４に示したレーザーダイオード駆動回路４０１では，加算回路ＡＤＤの出力端と差動入力アンプＡ３の逆相入力端との間に時定数回路ＴＣが備えられているが，この時定数回路ＴＣは電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの制御経路中に挿入されていればよく，例えば，差動入力アンプＡ３の出力端に接続されていてもよい。
また，図１３に示した第３の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路３０１のように，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴを制御する回路構成を有する場合，このバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御経路に時定数回路を備えることで，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御の安定化が図られる。図１３のレーザーダイオード駆動回路３０１に対して，時定数回路ＴＣ１（第１の時定数回路）および時定数回路ＴＣ２（第２の時定数回路）が追加された構成を有するレーザーダイオード駆動回路４０２を図１５に示す。
【０１４３】
時定数回路ＴＣ１は，抵抗Ｒｔ１とキャパシタＣｔ１から構成されている。抵抗Ｒｔ１は，差動入力アンプＡ３の出力端と電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの入力端との間に直列に接続されている。キャパシタＣｔ１は，グランドラインと電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの入力端との間に直列に接続されている。
【０１４４】
時定数回路ＴＣ２は，抵抗Ｒｔ２とキャパシタＣｔ２から構成されている。抵抗Ｒｔ２は，第２の差動入力アンプＡ５の出力端とバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの入力端との間に直列に接続されている。キャパシタＣｔ２は，グランドラインとバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの入力端との間に直列に接続されている。
【０１４５】
このレーザーダイオード駆動回路４０２によれば，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの制御の安定化と，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御の安定化が実現する。
【０１４６】
また，レーザーダイオード駆動回路４０２のように，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの制御経路とバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御経路に個別の時定数回路を備えることによって，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴとバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴいずれか一方を優先的に制御することが可能となる。例えば，レーザーダイオード駆動回路４０２において，時定数回路ＣＴ１の時定数に対して，時定数回路ＣＴ２の時定数を十分に大きく設定すれば，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの制御は，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御より優先される。
【０１４７】
以上のように，本実施の形態によれば，第１〜３の実施の形態と同等の効果が得られるとともに，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの制御に関して，より一層の安定化が実現する。また，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴの制御とバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの制御の優先順位を自由に設定できる。
【０１４８】
＜第５の実施の形態＞
本発明の第５の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）５０１を図１６に示す。
【０１４９】
このレーザーダイオード駆動回路５０１は，図８に示したレーザーダイオード駆動回路１０２に対して，第２のバイアス電流回路ＩＢ０（第２のバイアス電流出力部）が付加された構成を有する。
【０１５０】
第２の直流バイアス電流Ｉｂｏを出力する第２のバイアス電流回路ＩＢ０の出力端は，レーザーダイオードＬＤのカソードに接続されている。この第２の直流バイアス電流Ｉｂｏは定電流である必要はない。したがって，第２のバイアス電流回路ＩＢ０を，レーザーダイオードＬＤのカソードと電源との間を接続する抵抗によって構成することも可能である。
【０１５１】
例えば，図８に示したレーザーダイオード駆動回路１０２において，製造ばらつきや電源変動，温度変動等が生じると，電流出力回路ＩＰから出力される直流電流Ｉｏと，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴから出力される直流バイアス電流Ｉｂがそれぞれ変化してしまう可能性がある。直流電流Ｉｏが増加し，直流バイアス電流Ｉｂが減少し，場合によってはバイアス電流Ｉｂがゼロとなるおそれもある。このときの，差動出力アンプＡ２の入出力特性を図１２（ｄ）に示す。
【０１５２】
バイアス電流Ｉｂがゼロになると，レーザーダイオードＬＤの発光開始タイミングが遅延し，消光開始タイミングが早まり，レーザーダイオードＬＤが出射する通信用レーザー光ＬＢｆにおけるパルス波形が劣化してしまう。これは信号の伝送誤りに繋がる。
【０１５３】
この点，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路５０１は，第２のバイアス電流回路ＩＢ０を備えている。したがって，たとえバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴから出力される直流バイアス電流Ｉｂがゼロまで低下しても，レーザーダイオードＬＤに，バイアス電流として，第２の直流バイアス電流Ｉｂ０が流れることになる。この結果，レーザーダイオードＬＤの発光パルス波形の劣化を最小限に抑えることが可能となる。
【０１５４】
また，当該レーザーダイオード駆動回路５０１を集積回路化した場合，バイアス電流回路ＩＢ０を集積回路の外部に配置することによって，集積回路部分の消費電力を軽減できる。
【０１５５】
なお，図１３に示した第３の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路３０１に，第２のバイアス電流回路ＩＢ０を付加するようにしてもよい。かかる構成を有するレーザーダイオード駆動回路５０２を図１７に示す。
【０１５６】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路５０１およびレーザーダイオード駆動回路５０２によれば，第１〜４の実施の形態と同等の効果が得られるとともに，レーザーダイオードＬＤの発光パルス波形の劣化を最小限に抑えることが可能となる。さらに，集積回路化した場合，集積回路部分の消費電力の低減も可能となる。
【０１５７】
＜第６の実施の形態＞
本発明の第６の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）６０１を図１８に示す。
【０１５８】
このレーザーダイオード駆動回路６０１は，図２に示したレーザーダイオード駆動回路１０１に対して，差動出力アンプＡ２がゲイン制御端子付き差動出力アンプＡ２ｇに置き換えられた構成を有する。ゲイン制御端子付き差動出力アンプＡ２ｇのゲインは，ゲイン制御信号ＧＣによって調整自在である。
【０１５９】
レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎが同じでも，フォトダイオードＰＤの受光効率や，レーザーダイオードＬＤとフォトダイオードＰＤとの間の光帰還経路の特性に応じて，プリアンプ部ＰＡから出力される電圧信号のレベルがばらつくおそれがある。
【０１６０】
この点，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路６０１に備えられたゲイン制御端子付き差動出力アンプＡ２ｇは，ゲインが調整可能であるため，プリアンプ部ＰＡから出力される電圧信号のレベルが変動した場合であっても，出力する正相電圧信号および逆相電圧信号の各レベルを一定に保つことができる。
【０１６１】
なお，第１のピークホールド回路ＰＨ１に入力される正相電圧信号および第２のピークホールド回路ＰＨ２に入力される逆相電圧信号をそれぞれ一定に保つという観点からは，プリアンプ部ＰＡおよび交流信号アンプＡ１をそれぞれゲイン調整可能なタイプに置き換えることも有効である。
【０１６２】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路６０１によれば，第１〜５の実施の形態と同等の効果が得られるとともに，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎが同じであれば，常に同じレベルの正相電圧信号および逆相電圧信号をそれぞれ，第１のピークホールド回路ＰＨ１と第２のピークホールド回路ＰＨ２に与えることが可能となる。
【０１６３】
＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路（発光素子駆動装置）７０１を図１９に示す。
【０１６４】
このレーザーダイオード駆動回路７０１は，図２に示したレーザーダイオード駆動回路１０１に対して，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出するレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ１（第１の検出部）が付加された構成を有する。
【０１６５】
レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ１は，コンパレータＣＯＭＰ１と第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１から構成されている。コンパレータＣＯＭＰ１の第１の入力端は，加算回路ＡＤＤの出力端に接続されており，コンパレータＣＯＭＰ１の第２の入力端は，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１の出力端に接続されている。そして，コンパレータＣＯＭＰ１は，加算回路ＡＤＤから出力される加算結果電圧信号の電位と，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−１を比較し，比較結果をアラーム信号ＡＬＭ１として出力する。
【０１６６】
一般的に，レーザーダイオードは，光通信装置に組み込まれる素子の中では劣化しやすい部類に属し，その寿命は比較的短い。本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路７０１において，レーザーダイオードＬＤの劣化が進むと，レーザーダイオードＬＤから所定の光出力Ｐｏｎを得るために必要なパルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の値および直流バイアス電流Ｉｂの値が次第に大きくなってくる。そして，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴから出力される直流電流Ｉｏが最大になっても，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎが所定のレベルに達しなくなる。このとき，加算回路ＡＤＤから出力される加算結果電圧信号の電位も低下する。
【０１６７】
本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路７０１に属するレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ１は，加算結果電圧信号の電位が，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−１を下回ると，これを検出し，アラーム信号ＡＬＭ１を出力する。このアラーム信号ＡＬＭ１は，レーザーダイオードＬＤの劣化を示している。
【０１６８】
本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路７０１では，加算回路ＡＤＤから出力される加算結果電圧信号が，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−１と比較される。上述のように，この加算結果電圧信号は，差動出力アンプＡ２から出力される正相電圧信号と逆相電圧信号の各ピーク値を加算することによって得られる信号であり，その電圧レベルは，差動出力アンプＡ２の出力オフセット電圧に依存しない。したがって，アラーム信号ＡＬＭ１に対して，差動出力アンプＡ２が有する出力オフセット電圧の影響が及ぶことはなく，レーザーダイオードＬＤの劣化検出に高い信頼性が得られる。
【０１６９】
なお，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−１から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−１と比較する信号として，加算回路ＡＤＤから出力される加算結果電圧信号に代えて，差動入力アンプＡ３の出力電圧信号をレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ１に入力するようにしてもよい。
【０１７０】
レーザーダイオード駆動回路７０１は，パルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の値に対応して変化する加算結果電圧信号を用いて，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出するものであるが，その他，直流バイアス電流Ｉｂの値，または，パルス電流Ｉｐと直流バイアス電流Ｉｂの和の値に対応して変化する信号を用いてレーザーダイオードＬＤの劣化を検出することも可能である。
【０１７１】
図２０に示したレーザーダイオード駆動回路７０２は，パルス電流Ｉｐと直流バイアス電流Ｉｂの和の値に対応して変化する信号を用いてレーザーダイオードＬＤの劣化を検出するものであり，図１７に示したレーザーダイオード駆動回路５０２に対して，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴが電流出力回路ＩＰＣＯＮＴ２に置き換えられ，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴがバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴ２に置き換えられ，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出するレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ２（第２の検出部，第３の検出部）が付加された構成を有する。
【０１７２】
電流出力回路ＩＰＣＯＮＴ２は，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴと同様に，直流電流Ｉｏを第１端子から出力するとともに，この直流電流Ｉｏに比例する直流電流Ｉｏｍを第２端子から出力する。
【０１７３】
また，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴ２は，バイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴと同様に，直流バイアス電流Ｉｂを第１端子から出力するとともに，この直流バイアス電流Ｉｂに比例する直流バイアス電流Ｉｂｍを第２端子から出力する。
【０１７４】
レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ２は，コンパレータＣＯＭＰ２，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−２，および抵抗Ｒ２から構成されている。
【０１７５】
コンパレータＣＯＭＰ２の第２の入力端は，抵抗Ｒ２の第１端，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴ２の第１出力端，およびバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴ２の第１出力端に接続されている。また，コンパレータＣＯＭＰ２の第１の入力端は，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−２の出力端に接続されている。抵抗Ｒ２の第２端は，電源電位＋Ｖの供給ラインに接続されている。
【０１７６】
抵抗Ｒ２は，直流電流Ｉｏｍと直流バイアス電流Ｉｂｍを加算し，この結果を電圧信号に変換してその第１端から出力するものである。コンパレータＣＯＭＰ２は，抵抗Ｒ２の第１端から出力される電圧信号の電位と，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−２から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−２を比較し，比較結果をアラーム信号ＡＬＭ２として出力する。
【０１７７】
レーザーダイオード駆動回路７０２に属するレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ２は，抵抗Ｒ２の第１端から出力される電圧信号の電位が，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−２から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−２を下回ると，これを検出し，アラーム信号ＡＬＭ２を出力する。抵抗Ｒ２の第１端から出力される電圧信号の電位下降は，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴ２から出力される直流電流Ｉｏとバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴ２から出力される直流バイアス電流Ｉｂの合計電流の増加に対応している。上述のように，レーザーダイオードＬＤの劣化が進むと，レーザーダイオードＬＤから所定の光出力Ｐｏｎを得るために必要なパルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の値および直流バイアス電流Ｉｂの値が次第に大きくなってくる。したがって，このアラーム信号ＡＬＭ２によって，レーザーダイオードＬＤの劣化を判断することができる。
【０１７８】
ところで，レーザーダイオード駆動回路７０２において，レーザーダイオードＬＤに流れる電流成分のうち，レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ２に入力される直流電流Ｉｏｍと直流バイアス電流Ｉｂｍは，レーザーダイオードＬＤが劣化した場合，各電流制御系によって大きく変化する電流である。一方，第２のバイアス電流回路ＩＢ０から出力される直流バイアス電流Ｉｂ０は，レーザーダイオードＬＤが劣化してもその値に大きな変化がない。このため，第２の直流バイアス電流Ｉｂ０は，レーザーダイオードＬＤを劣化判断基準から除外されている。
すなわち，第２の直流バイアス電流Ｉｂ０またはこれに比例する電流は，レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ２に入力されていない。この構成の結果，レーザーダイオード駆動回路７０２は，レーザーダイオードＬＤの劣化をより正確に検出できる。
【０１７９】
図２１に示したレーザーダイオード駆動回路７０３は，パルス電流Ｉｐに対応して変化する信号，および，直流バイアス電流Ｉｂに対応して変化する信号を用いて，個別にレーザーダイオードＬＤの劣化を検出するものであり，図１７に示したレーザーダイオード駆動回路５０２に対して，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出するレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ３（第４の検出部）およびレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ４（第５の検出部）が付加された構成を有する。
【０１８０】
レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ３は，コンパレータＣＯＭＰ３と第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−３から構成されている。コンパレータＣＯＭＰ３の第１の入力端は，差動入力アンプＡ３の出力端に接続されており，コンパレータＣＯＭＰ３の第２の入力端は，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−３の出力端に接続されている。そして，コンパレータＣＯＭＰ３は，差動入力アンプＡ３の出力電圧信号の電位と，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−３から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−３を比較し，比較結果をアラーム信号ＡＬＭ３として出力する。
【０１８１】
このように構成されたレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ３は，差動入力アンプＡ３の出力電圧信号の電位が，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−３から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−３を上回ると，これを検出し，アラーム信号ＡＬＭ３を出力する。このアラーム信号ＡＬＭ３は，レーザーダイオードＬＤの劣化を示している。
【０１８２】
レーザーダイオード劣化検出部ＤＤ４は，コンパレータＣＯＭＰ４と第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−４から構成されている。コンパレータＣＯＭＰ４の第１の入力端は，第２の差動入力アンプＡ５の出力端に接続されており，コンパレータＣＯＭＰ４の第２の入力端は，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−４の出力端に接続されている。そして，コンパレータＣＯＭＰ４は，第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧信号の電位と，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−４から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−４を比較し，比較結果をアラーム信号ＡＬＭ４として出力する。
【０１８３】
このように構成されたレーザーダイオード劣化検出部ＤＤ４は，第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧信号の電位が，第４の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ４−４から出力される第４の基準電圧Ｖｒ４−４を上回ると，これを検出し，アラーム信号ＡＬＭ４を出力する。このアラーム信号ＡＬＭ４は，レーザーダイオードＬＤの劣化を示している。
【０１８４】
レーザーダイオード駆動回路７０３は，パルス電流Ｉｐ（直流電流Ｉｏ）の値に対応して変化する差動入力アンプＡ３の出力電圧信号を用いて，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出し，さらに，直流バイアス電流Ｉｂの値に対応して変化する第２の差動入力アンプＡ５の出力電圧信号を用いて，レーザーダイオードＬＤの劣化を検出する。したがって，より正確にレーザーダイオードＬＤの状態を把握することが可能となる。
【０１８５】
以上のように，本実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路７０１，７０２，７０３によれば，第１〜５の実施の形態と同等の効果が得られるとともに，レーザーダイオードＬＤの劣化を正確に検出することが可能となる。
【０１８６】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる実施の形態に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８７】
例えば，第１〜７の実施の形態において，電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷに入力される送信信号Ｄは，図２２に示すように，ＤタイプフリップフロップＤ−ＦＦを経由するようにしてもよい。これによって，送信信号Ｄの電流スイッチ回路ＣＵＲ−ＳＷへの入力タイミングは，クロック信号ＣＬＫに同期することになる。
【０１８８】
また，第１〜７実施の形態において，加算回路ＡＤＤ，第１の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１，および差動入力アンプＡ３から成る回路部分（図２３（ａ））を，図２３（ｂ）〜（ｄ）に示した回路に置き換えることが可能である。
【０１８９】
図２３（ａ）に示した回路において，加算回路ＡＤＤは，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号を加算して差動入力アンプＡ３の逆相入力端に与える。この差動入力アンプＡ３の出力の変化は，正相入力端と逆相入力端の変化に比例する。すなわち，差動入力アンプＡ３は，正相入力端に入力される信号（基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１から出力される基準電圧Ｖｒ）と，逆相入力端に入力される信号（加算回路ＡＤＤから出力される加算結果電圧信号）との減算結果を増幅して出力する機能を有するものである。
【０１９０】
図２３（ａ）に示した差動入力アンプＡ３の差動入力に対する出力電圧の変化分ΔＶａは，式（１７）で表される。
【０１９１】
ΔＶａ＝Ｇ（ＶＲ−（Ｖ１＋Ｖ２））  ・・・（１７）
【０１９２】
ここで，Ｇは差動入力アンプＡ３のゲインであり，ＶＲは基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１から出力される基準電圧Ｖｒであり，Ｖ１は第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号の電位であり，Ｖ２は第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号の電位である。
【０１９３】
図２３（ｂ）に示した回路は次の動作を行う。まず，加算回路ＡＤＤｂは，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１から出力される基準電圧Ｖｒ（電位ＶＲ）から第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号の電位Ｖ１と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号の電位Ｖ２を減じ，この結果をアンプＡｂに与える。アンプＡｂは，差動入力アンプＡ３と同じゲインＧを有するものであり，加算回路ＡＤＤｂの演算結果を増幅して出力する。したがって，図２３（ｂ）に示したアンプＡｂの出力電圧の変化分ΔＶｂは，式（１８）で表される。
【０１９４】
ΔＶｂ＝Ｇ（ＶＲ−Ｖ１−Ｖ２）  ・・・（１８）
【０１９５】
この式（１８）と上記の式（１７）から，変化分ΔＶｂと変化分ΔＶａが一致することがわかる。
【０１９６】
図２３（ｃ）に示した回路は次の動作を行う。まず，加算回路ＡＤＤｃは，第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号の電位Ｖ１と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号の電位Ｖ２の和から基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１から出力される基準電圧Ｖｒ（電位ＶＲ）を減じ，この結果をアンプＡｃに与える。アンプＡｃは，差動入力アンプＡ３と同じゲインＧを有するものであり，加算回路ＡＤＤｃの演算結果を増幅して反転出力する。したがって，図２３（ｃ）に示したアンプＡｃの出力電圧の変化分ΔＶｃは，式（１９）で表される。
【０１９７】
ΔＶｃ＝−Ｇ（Ｖ１＋Ｖ２−ＶＲ）  ・・・（１９）
【０１９８】
この式（１９）と上記の式（１７）から，変化分ΔＶｃと変化分ΔＶａが一致することがわかる。
【０１９９】
図２３（ｄ）に示した回路は次の動作を行う。まず，加算回路ＡＤＤｄ１は，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦｄから出力される基準電圧信号の電位ＶＲ／２から第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号の電位Ｖ１を減じ，この結果を加算回路ＡＤＤｄ３に与える。また，加算回路ＡＤＤｄ２は，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦｄから出力される基準電圧信号の電位ＶＲ／２から第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号の電位Ｖ２を減じ，この結果を加算回路ＡＤＤｄ３に与える。加算回路ＡＤＤｄ３は，加算回路ＡＤＤｄ１の演算結果と加算回路ＡＤＤｄ２の演算結果をさらに加算して，この結果をアンプＡｄに与える。アンプＡｄは，差動入力アンプＡ３と同じゲインＧを有するものであり，加算回路ＡＤＤｄ３の演算結果を増幅して出力する。したがって，図２３（ｄ）に示したアンプＡｄの出力電圧の変化分ΔＶｄは，式（２０）で表される。
【０２００】
ΔＶｄ＝Ｇ（（ＶＲ／２−Ｖ１）＋（ＶＲ／２−Ｖ２））  ・・・（２０）
【０２０１】
図２３（ａ）〜図２３（ｄ）に示した各回路が相互に置き換え可能であることは，以上の式（１７）〜（２０）から明らかである。
【０２０２】
図２３（ｄ）の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦｄを，さらに，異なる基準電圧ＶＲａと基準電圧ＶＲｂ（ただし，ＶＲ＝ＶＲａ＋ＶＲｂ）を出力する２つの基準電圧回路に分離してもよい。この場合の具体回路例を図２７に示す。第１のピークホールド回路ＰＨ１の出力信号と第２のピークホールド回路ＰＨ２の出力信号との減算動作を行う加算回路ＡＤＤｄ１および加算回路ＡＤＤｄ２はそれぞれ，差動電圧入力差動電流出力形式の回路で実現可能である。また，加算回路ＡＤＤｄ３として，加算回路ＡＤＤｄ１が出力する正相差動電流と加算回路ＡＤＤｄ２が出力する正相差動電流をワイヤードオアによって加算し，加算回路ＡＤＤｄ１が出力する逆相差動電流と加算回路ＡＤＤｄ２が出力する逆相差動電流をワイヤードオアによって加算する回路構成を採用することができる。さらに，加算回路ＡＤＤｄ３は，加算した電流をそれぞれ抵抗に流して電圧に変換する機能を有する。
この結果，加算回路ＡＤＤｄ１の演算結果と加算回路ＡＤＤｄ２の演算結果は，加算回路ＡＤＤｄ３において加算されることになる。以上のように，図２３（ｄ）に示した演算回路は，図２７に示したような非常にシンプルな回路構成で実現される。
【０２０３】
第１〜７の実施の形態における第２の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２と差動入力アンプＡ５から成る回路部分も同様に他の回路への置き換えが可能である。また，第３の基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３と差動入出力アンプＡ２−２から成る回路部分も同様に他の回路への置き換えが可能である。
【０２０４】
第１〜７実施の形態において，図２４（ａ），（ｂ）に示すように，第１のピークホールド回路ＰＨ１および第２のピークホールド回路ＰＨ２を，第１のボトムホールド回路ＢＨ１および第２のボトムホールド回路ＢＨ２に置き換えることができる。第１のボトムホールド回路ＢＨ１は，差動出力アンプＡ２が出力する正相電圧信号のボトム電位をホールドし，第２のボトムホールド回路ＢＨ２は，差動出力アンプＡ２が出力する逆相電圧信号のボトム電位をホールドする。
【０２０５】
また，図２４（ａ），（ｃ）に示すように，第１のピークホールド回路ＰＨ１，第２のピークホールド回路ＰＨ２，および加算回路ＡＤＤを，第１のピークホールド回路ＰＨ１，第１のボトムホールド回路ＢＨ１，および加算回路ＡＤＤｐｂに置き換えることができる。この場合，第１のピークホールド回路ＰＨ１と，第１のボトムホールド回路ＢＨ１のレベルシフト特性等を合わせておく必要がある。同様にして，第１のピークホールド回路ＰＨ１，第２のピークホールド回路ＰＨ２，および加算回路ＡＤＤを，第２のピークホールド回路ＰＨ２，第２のボトムホールド回路ＢＨ２，および加算回路ＡＤＤｐｂに置き換えることも可能である。
【０２０６】
第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路１０１やレーザーダイオード駆動回路１０２のように，電流出力回路ＩＰＣＯＮＴとバイアス電流回路ＩＢＣＯＮＴの一方のみを制御するレーザーダイオード駆動回路は，レーザーダイオードＬＤの光出力Ｐｏｎの振幅情報を検出すればよい。したがって，差動出力アンプＡ２を図２５のように構成することができる。
【０２０７】
すなわち，差動出力アンプＡ２は，差動入出力アンプＡ２ｃ，キャパシタＣｃ，直流バイアス電圧出力部ＤＣＢ，およびピークホールド回路ＰＨｃから構成される。
【０２０８】
キャパシタＣｃは，前段回路から供給された信号の直流成分をカットして，パルス成分のみを差動入出力アンプＡ２ｃの第１入力端に与える。直流バイアス電圧出力部ＤＣＢは，差動入出力アンプＡ２ｃの第１入力端に適宜なインピーダンスを介して直流バイアス電圧を供給する。ピークホールド回路ＰＨｃは，差動入出力アンプＡ２ｃの第１入力端のピーク電圧値を検出して，この値を差動入出力アンプＡ２ｃの第２入力端に供給する。
【０２０９】
以上のように構成された差動出力アンプＡ２のノードＮＡｃにおける直流電位は，ここを通過するパルス信号の１／０の比率に応じて変動する（図２６）。ノードＮＡｃの直流電位の変動にノードＮＢｃの直流電位の変動が追従するように，ピークホールド回路ＰＨｃの放電時定数を通過パルス信号の幅より十分大きく，かつ，ノードＮＡｃの変動時定数より十分小さく設定することが好ましい。
【０２１０】
また，先に，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ３が出力する直流バイアス電圧の電源依存特性と温度依存特性を，プリアンプ部ＰＡが出力する直流バイアス電圧の電源依存特性と温度依存特性に合わせることについて説明したが，この点，他の基準電圧回路の出力についても，直流バイアス電圧＋変化分となる。したがって，同様に，全ての基準電圧回路（例えば，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ１，基準電圧回路Ｖ−ＲＥＦ２）が出力する直流バイアス電圧の電源依存特性と温度依存特性を，比較対象となる回路（例えば，第１のピークホールド回路ＰＨ１，第２のピークホールド回路ＰＨ２，および加算回路ＡＤＤから成る回路）が出力する直流バイアス電圧の電源依存特性と温度依存特性に合わせることが好ましい。
【０２１１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，回路を構成する増幅部のオフセット電圧に影響を受けることなく，発光素子の駆動電流を適切に制御することが可能となる。また，発光素子がバースト信号の伝送に用いられる場合であっても，当該発光素子の駆動を高い精度で制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザーダイオードの駆動電流と光出力との関係を示す特性図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のレーザーダイオード駆動回路に属するプリアンプ部の内部構成（その１）を示す回路図である。
【図４】図２のレーザーダイオード駆動回路に属するプリアンプ部の内部構成（その２）を示す回路図である。
【図５】図２のレーザーダイオード駆動回路に属する差動出力アンプの入力電圧と出力電圧との関係（その１）を示す特性図である。
【図６】直流バイアス電流が発光スレショルド電流より大きい場合のレーザーダイオードの駆動電流と光出力との関係を示す特性図である。
【図７】図２のレーザーダイオード駆動回路に属する差動出力アンプの入力電圧と出力電圧との関係（その２）を示す特性図である。
【図８】図２のレーザーダイオード駆動回路の変形例を示すブロック図である。
【図９】図２のレーザーダイオード駆動回路に属する差動出力アンプの内部構成を示す回路図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のレーザーダイオード駆動回路の変形例を示すブロック図である。
【図１２】図１１のレーザーダイオード駆動回路に属する差動出力アンプの入力電圧と出力電圧との関係を示す特性図であ
【図１３】本発明の第３の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４のレーザーダイオード駆動回路の変形例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６のレーザーダイオード駆動回路の変形例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態にかかるレーザーダイオード駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１９のレーザーダイオード駆動回路の変形例（その１）を示すブロック図である。
【図２１】図１９のレーザーダイオード駆動回路の変形例（その２）を示すブロック図である。
【図２２】電流スイッチ回路の入力構成を示すブロック図である。
【図２３】加算回路，第１の基準電圧回路，および差動入力アンプから成る回路部分と互換性を有する回路の構成図である。
【図２４】第１のピークホールド回路および第２のピークホールド回路と互換性を有する回路の構成図である。
【図２５】差動出力アンプの構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２５の差動出力アンプの動作を示す波形図である。
【図２７】図２３（ｄ）の回路の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１０１：レーザーダイオード駆動回路
Ｐｏｎ：光出力
Ｉｏｎ：発光オン電流
Ｉｔｈ：発光スレショルド電流
Ｉｂ：直流バイアス電流
Ｉｐ：パルス電流
Ｉｌｄ：駆動電流
ＬＢｍ：モニタ用レーザー光
ＬＢｆ：通信用レーザー光
ＬＤ：レーザーダイオード
Ｉｏ：直流電
ＰＤ：フォトダイオード
ＰＡ：プリアンプ部
Ａ１：交流信号アンプ
Ａ２：差動出力アンプ
ＰＨ１：第１のピークホールド回路
ＰＨ２：第２のピークホールド回路
ＡＤＤ：加算回路
Ｖ−ＲＥＦ１：基準電圧回路
Ａ３：差動入力アンプ
ＩＰＣＯＮＴ：電流出力回路
ＩＢ：バイアス電流回路
ＩＢＣＯＮＴ：バイアス電流回路
ＩＰ：電流出力回路
ＣＵＲ−ＳＷ：電流スイッチ回路
Ｖｒ：基準電圧
ＴＣ：時定数回路
ＤＤ１：レーザーダイオード劣化検出部
ＣＯＭＰ１：コンパレータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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