JPH08172401A - 光送信機及びレーザダイオードモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ペルチェ素子を用いることなく、温度変化にか
かわらず一定の光出力を安定して得ることができる光送
信機及びレーザダイオードモジュールを提供することを
目的とする。 【構成】光伝送路に光出力を出力するレーザダイオード
を含むレーザダイオードモジュール（３４）と、送信す
べきデータに対応する入力信号に応じて前記レーザダイ
オードを駆動する駆動回路（３３）と、前記レーザダイ
オードモジュールと前記駆動回路とを交流的に結合する
結合回路（３７）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルデータを光
伝送媒体を介して伝送する光通信に関し、より詳細に
は、ディジタルデータに基づき光を変調して光信号を出
力する光送信機に関する。また、本発明は光通信に好適
なレーザダイオードモジュールに関する。

【０００２】光通信は大容量のデータを高速に伝送で
き、既に各方面において実用化されている。通常、光の
周波数は極めて高いので、光の強度を変化させる強度変
調が用いられている。一般に、光送信機は伝送すべきデ
ータ信号に応じて半導体レーザ（レーザダイオード）を
制御し、データ信号で変調された光信号を光伝送路に出
力する。レーザダイオードはしきい値電流を越える電流
が流れると連続発振するという特性と、温度特性が良く
ないという特性を有する。従って、レーザダイオードに
は常にしきい値電流に相当するバイアス電流を流してお
くとともに、ペルチェ素子等を用いてレーザダイオード
の温度を一定に制御するようにしている。

【０００３】しかしながら、ペルチェ素子等を用いたレ
ーザダイオードの温度制御は装置が大型化するととも
に、大きな電力を消費する。従って、この点に改善の余
地がある。

【０００４】

【従来の技術】図２２は、従来の光送信機の主要部の構
成を示すブロック図である。図２２に示す光送信機１０
は、送信すべきデータ信号（電気信号）を受ける入力端
子１１と、光信号を外部に取り出すための出力端子１２
と、駆動回路１３と、レーザダイオードを具備するレー
ザダイオードモジュール（ＬＤ ＭＯＤ）１４と、自動
温度制御回路（ＡＴＣ）１５と、自動出力安定化回路
（ＡＰＣ：以下、自動パワー制御回路とも言う）１６と
を有する。 駆動回路１３は、データ信号の’１’、’
０’に応じてレーザダイオードモジュールを駆動するこ
とで、レーザダイオードにデータ信号に応じたパルス電
流Ｉ_p を供給する。駆動回路１３は、自動パワー制御回
路１６が出力するパルス電流制御信号に従い、パルス電
流Ｉ_p の振幅を制御する。

【０００５】レーザダイオードモジュール１４はレーザ
ダイオードを具備する。レーザダイオードには、そのし
きい値電流に相当するバイアス電流Ｉ_b と、前記パルス
電流Ｉ_p が供給される。パルス電流Ｉ_p は、バイアス電
流に畳重される。自動パワー制御回路１６は、レーザダ
イオードの光出力パワーをモニタし、その大きさに応じ
てパルス電流Ｉ_p 及びバイアス電流Ｉ_b の電流値を制御
して、レーザダイオードモジュール１４から出力される
光のパワーが一定になるように制御する。

【０００６】自動温度制御回路１５は、レーザダイオー
ドモジュール１４内部のレーザダイオードの温度が所定
値となるように、内部のペルチェ素子（図２２では図示
を省略する）を制御する。図２３は、図２２に示すレー
ザダイオードモジュール１４の平面図（図２３（Ａ））
及び側面図（図２３（Ｂ））である。レーザダイオード
モジュール１４は気密封止用のケース１７を有し、その
底部にペルチェ素子２３が取り付けられている。ペルチ
ェ素子２３の上面には、金属ベース１９が設けられてい
る。この金属ベース１９上に、レーザダイオードの光出
力をモニタする受光素子２０と、レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）チップキャリヤ２１と、サーミスタ２５が設けられ
ている。レーザダイオードチップキャリヤ２１上には、
レーザダイオード（ＬＤ）チップ２６が設けられてい
る。サーミスタ２５は、ペルチェ素子２３を介してレー
ザダイオードチップ２６の温度を一定値に制御するため
に、レーザダイオードチップ２６周辺の温度を検出す
る。また、レーザダイオードチップ２６と、伝送路を構
成する光ファイバ２４との間には、レンズやアイソレー
タ等の光学部品２２が設けられている。更に、ケース１
７からは外部接続用端子１８が設けられ、図２２に示す
駆動回路１３、自動温度制御回路１５及び自動パワー制
御回路１６と接続される。

【０００７】図２４は、図２２に示す駆動回路１３の出
力段及びレーザダイオードモジュール１４の回路構成を
示す図である。レーザダイオードモジュール１４は、レ
ーザダイオードＬＤ、フォトディテクタＰＤ（図２３の
受光素子２０に相当する）、及びダンピング抵抗Ｒ_d と
を有する。レーザダイオードＬＤのアノードは、電源電
圧Ｖｃｃを供給する電源線に接続されている。レーザダ
イオードＬＤのカソードに接続されるダンピング抵抗Ｒ
_d は、光送信機が１秒当り数ギガビット程度の高速信号
を処理する場合に、光出力波形を整え、符号間干渉を軽
減するために設けてある。レーザダイオードＬＤの光出
力は、図２３に示す光学部品２２（図２４では、図示を
省略してある）を介して、光ファイバ２４に出力され
る。また、この光出力はフォトディテクタＰＤでモニタ
され、光出力検出信号が図２２に示す自動パワー制御回
路１６に与えられる。

【０００８】駆動回路１３の出力段は、差動増幅器を構
成するトランジスタＴＲ１及びＴＲ２と、その定電流源
を構成するトランジスタＴＲ３及び抵抗Ｒ１とを有す
る。トランジスタＴＲ１及びＴＲ２のベースには、相補
形式のデータ入力信号が与えられる。トランジスタＴＲ
１のコレクタには、例えば電源電圧Ｖｃｃ（例えば、＋
５Ｖ）が与えられる。トランジスタＴＲ２のコレクタは
レーザダイオードモジュール１４のダンピング抵抗Ｒ_d
に接続されている。トランジスタＴＲ３のコレクタはト
ランジスタＴＲ１及びＴＲ２のエミッタに共通に接続さ
れ、ベースには図２２に示す自動パワー制御回路１６が
出力するパルス電流（Ｉ_p ）制御信号が与えられる。パ
ルス電流制御信号は電圧信号であって、トランジスタＴ
Ｒ３のベース電圧を設定することで、トランジスタＴＲ
３に流れるパルス電流Ｉ_p 、すなわちレーザダイオード
ＬＤに供給するパルス電流Ｉ_p を制御する。トランジス
タＴＲ３のエミッタは、抵抗Ｒ１を介して電源線Ｖｅｅ
（例えば、グランドレベル）に接続されている。電源線
Ｖｅｅが供給する電源電圧Ｖｅｅは、電源線が供給する
電源電圧Ｖｃｃよりも低い。

【０００９】また、レーザダイオードＬＤにそのしきい
値電流に相当するバイアス電流Ｉ_bを供給するために、
トランジスタＴＲ４、インダクタンスＬ１及び抵抗Ｒ２
が設けられている。トランジスタＴＲ４のコレクタは、
インダクタ（コイル）Ｌ１を介してダンピング抵抗Ｒ_d
及びトランジスタＴＲ２のコレクタに接続されている。
トランジスタＴＲ４のエミッタは電源線Ｖｅｅに接続さ
れ、またベースには図２２に示す自動パワー制御回路１
６が出力するバイアス電流（Ｉ_b ）制御信号が与えられ
る。このバイアス制御信号は、トランジスタＴＲ４のベ
ース電圧を設定する。

【００１０】図２５は、図２４に示す回路動作を示す図
である。図２５に示すグラフの横軸は電流を示し、縦軸
は光出力パワーを示す。図２５に示すＩ_thはレーザダイ
オードＬＤのしきい値電流を示し、ηは微分量子効率を
示す。バイアス電流Ｉ_b はしきい値電流に等しく、これ
にパルス電流Ｉ_p が畳重される。パルス電流Ｉ_p の振幅
は、対応する温度特性線（静特性線）に従い所定の光出
力パワーが得られるように設定される。

【００１１】図２５に示すように、しきい値電流Ｉ_thは
温度が高くなるに従い大きくなるとともに、微分量子効
率ηは小さくなる。従って、温度変化に対し光出力パワ
ーが変動する。具体的には、レーザダイオードＬＤの温
度が上昇するに従い、バイアス電流Ｉ_b 及びパルス電流
Ｉ_p とも増大する。この光出力パワーの変動を防止する
ために、図２３に示すサーミスタ２５で周囲温度を測定
し、図２２に示す自動温度制御回路１５を介してペルチ
ェ素子２３を制御することで、レーザダイオードＬＤの
温度を一定に保ち、その温度特性が変化するのを防止す
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述
した従来技術は以下に述べる問題点を有する。上述の通
り、ペルチェ素子２３でレーザダイオードＬＤの温度を
一定に保つことができるが、ペルチェ素子２３があるこ
とでレーザダイオードモジュール１４が大型となり、よ
って光送信機全体も大型化する。また、自動温度制御回
路１５はペルチェ素子２３に流れる電流を供給するの
で、消費電力が大きい。具体的には、光送信機の全消費
電力の半分以上が自動温度制御回路１５で消費される。

【００１３】従って、光送信機を小型化しかつ消費電力
を低減させるためには、ペルチェ素子２３及び自動温度
制御回路１５を削除することが望まれる。この場合、レ
ーザダイオードＬＤの温度変化に従い、バイアス電流Ｉ
_b 及びパルス電流Ｉ_p を変化させれば、図２５のグラフ
から判るように、一定の光出力パワーを得ることができ
る。具体的には、レーザダイオードＬＤの温度が上昇す
るに従い、バイアス電流Ｉ_b 及びパルス電流Ｉ_p が増大
するように、自動パワー制御回路１６でバイアス電流制
御信号及びパルス電流制御信号を制御する。

【００１４】例えば、ペルチェ素子２３を用いた場合の
バイアス電流Ｉ_b とパルス電流Ｉ_pの合計値Ｉ₁ （図２
５）は約５０ないし６０ｍＡであるのに対し、ペルチェ
素子２３を用いないで同一光出力を得る場合において許
容最大温度時の合計電流値Ｉ ₂ は１００ｍＡ程度であ
る。今、ダンピング抵抗Ｒ_d を２０Ωとした場合におい
て、レーザダイオードＬＤに５０ｍＡの電流が流れた
時、レーザダイオードＬＤのカソードとダンピング抵抗
Ｒ_d の一端との接続点の電位Ｖ_a は電源電圧Ｖｃｃに対
し約−１．３Ｖ低くなり、ダンピング抵抗Ｒ_d の他端の
電位Ｖ_b は−２．３Ｖ（＝−（５０ｍＡ×２０Ω＋１．
３Ｖ）になる。他方、レーザダイオードＬＤに１００ｍ
Ａの電流が流れると、Ｖ_a は約−１．３Ｖと変わらない
が、Ｖ_b は−３．３Ｖ（＝−（１００ｍＡ×２０Ω＋
１．３Ｖ）となる。すなわち、レーザダイオードＬＤに
流れる電流が大きくなる程、トランジスタＴＲ２のコレ
クタ電位は低下して、電源電圧Ｖｅｅに近くなる。従っ
て、トランジスタＴＲ２のコレクタ電圧が不充分となり
トランジスタＴＲ２が飽和してしまう可能性がある。例
えば、電源電圧ＶｃｃとＶｅｅとの電位差が５Ｖの場
合、電位Ｖ_b が−３．３ＶではトランジスタＴＲ２は飽
和してしまう。トランジスタＴＲ２が飽和してしまう
と、データ入力に応答したスイッチング動作は不可能と
なり、レーザダイオードＬＤに所定のパルス電流を供給
できないという問題点が生じる。

【００１５】従って、本発明はペルチェ素子を用いるこ
となく、温度変化にかかわらず一定の光出力を安定して
得ることができる光送信機及びレーザダイオードモジュ
ールを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光伝送路に光出力を出力するレーザダイオードを含
むレーザダイオードモジュールと、送信すべきデータに
対応する入力信号に応じて前記レーザダイオードを駆動
する駆動回路と、前記レーザダイオードモジュールと前
記駆動回路とを交流的に結合する結合回路とを有する光
送信機である。

【００１７】請求項２に記載の発明では、前記結合回路
は、容量性素子を有する。請求項３に記載の発明では、
前記光送信機は更に、前記駆動回路の出力段を駆動する
ための直流バイアスを供給するバイアス回路を有する。
請求項４に記載の発明では、前記光送信機は更に、前記
光出力に応じて前記レーザダイオードに供給するバイア
ス電流を制御するとともに、前記入力信号に基づいて前
記駆動回路がレーザダイオードに供給するパルス電流を
前記光出力に応じて制御するパワー制御回路を有する。

【００１８】請求項５に記載の発明では、前記光送信機
は更に、前記パルス電流の振幅の一部に相当する電流を
オフセット電流としてレーザダイオードに供給する直流
成分供給回路を有する。請求項６に記載の発明では、前
記直流成分供給回路は、前記パルス電流の振幅の１／Ｎ
（Ｎは任意の数）に相当するオフセット電流をレーザダ
イオードに供給する回路を有する。

【００１９】請求項７に記載の発明では、前記直流成分
供給回路は、前記駆動回路がレーザダイオードに供給す
るパルス電流の平均値を算出して、該平均値に応じたオ
フセット電流をレーザダイオードに供給する回路を有す
る。請求項８に記載の発明では、前記光送信機は更に、
前記駆動回路に入力する入力信号が信号断になったこと
を検出し、この信号断を検出した場合に前記駆動回路の
入力状態を信号有りの状態に設定する信号断検出回路を
有する。

【００２０】請求項９に記載の発明では、前記光送信機
は更に、前記駆動回路に入力する入力信号が信号断にな
ったことを検出し、この信号断を検出した場合に前記駆
動回路内の所定のパラメータを制御して、前記駆動回路
の出力状態を信号有りの状態に設定する信号断検出回路
を有する。請求項１０に記載の発明では、前記光送信機
は更に、前記駆動回路に入力する入力信号が信号断にな
ったことを検出し、この信号断を検出した場合に前記レ
ーザダイオードモジュールから光信号が送出されるのを
阻止する信号断検出回路を有する。

【００２１】請求項１１に記載の発明では、前記信号断
検出回路は更に、信号断を検出した場合に前記レーザダ
イオードモジュールから光信号が送出されるのを阻止す
る。請求項１２に記載の発明では、前記信号断検出回路
は、前記入力信号の振幅平均値に基づいて信号断かどう
かを判断する回路を有する。請求項１３に記載の発明で
は、前記直流成分供給回路は、前記パルス電流が前記オ
フセット電流を中心に振幅するようなオフセット電流を
供給する。

【００２２】請求項１４に記載の発明では、前記バイア
ス回路は誘導性素子を含む。請求項１５に記載の発明で
は、前記光送信機は更に、前記光出力をモニタする受光
素子を含む前記レーザダイオードモジュール、駆動回路
及び結合回路とを封止するケースとを有する。請求項１
６に記載の発明では、前記レーザダイオードに流れるバ
イアス電流及び前記駆動回路が供給するパルス電流はい
ずれも、温度変化に従い変化する。

【００２３】請求項１７に記載の発明では、前記レーザ
ダイオードモジュールは、気密封止用ケースと、前記レ
ーザダイオードの光出力をモニタする受光素子と、前記
ケース内に設けられ、前記レーザダイオード及び受光素
子を支持する支持部と、前記レーザダイオード及び受光
素子を外部と接続するための接続用端子と、前記ケース
内に設けられ、前記レーザダイオードの光出力を光伝送
路に出力するための光学部品とを有し、前記レーザダイ
オードモジュールはレーザダイオードの温度を一定に保
つ素子を含まない。

【００２４】請求項１８に記載の発明は、レーザダイオ
ードと、該レーザダイオードの光出力をモニタする受光
素子と、気密封止用ケースと、前記ケース内に設けら
れ、前記レーザダイオード及び受光素子を支持する支持
部と、前記レーザダイオード及び受光素子と外部との接
続用端子と、前記ケース内に設けられ、前記レーザダイ
オードの光出力を光伝送路に出力するための光学部品と
を有し、前記レーザダイオードモジュールはレーザダイ
オードの温度を一定に保つ素子を含まないレーザダイオ
ードモジュールである。

【００２５】

【作用】請求項１及び２に記載の発明では、レーザダイ
オードモジュールと駆動回路とを、結合回路で交流的に
結合する。換言すれば、レーザダイオードモジュールと
駆動回路とは直流的には切り離されている。従って、ペ
ルチェ素子を単純に取り除いた場合に発生する問題点、
すなわち温度上昇による電流の増加に起因した駆動回路
出力段の飽和を、レーザダイオードモジュールの直流的
な影響を回避することで解消できる。

【００２６】請求項３に記載の発明では、前記駆動回路
の出力段を駆動するための直流バイアスを供給するバイ
アス回路は、駆動回路をレーザダイオードモジュールか
ら直流的に切り離した結果不足する直流バイアスを駆動
回路の出力段に供給する作用を有する。請求項４に記載
のパワー制御回路は、前記光出力に応じて前記レーザダ
イオードに供給するバイアス電流を制御するとともに、
前記入力信号に基づいて前記駆動回路がレーザダイオー
ドに供給するパルス電流を前記光出力に応じて制御する
ので、温度変化にかかわらず光出力を一定に保つことが
できる。

【００２７】請求項５、６、７及び１３に記載の直流成
分供給回路は、レーザダイオードにオフセット電流を供
給することで適切な直流バイアスを与えることが出来
る。請求項８及び９に記載の信号断検出回路は、前記光
送信機は更に、前記駆動回路に入力する入力信号が信号
断になったことを検出し、この信号断を検出した場合に
前記駆動回路の入力状態を信号有りの状態に設定するの
で、信号入力が再開したときには、次に駆動回路の状態
が変化するのは、例えば信号の’０’に応じて入力信号
なしの状態になる。よって、信号入力再開時にレーザダ
イオードに瞬間的な過大電流が流れるのを防止すること
ができる。

【００２８】請求項１０、１１及び１２に記載の信号断
検出回路は、前記駆動回路に入力する入力信号が信号断
になったことを検出し、この信号断を検出した場合に前
記レーザダイオードモジュールから光信号が送出される
のを阻止するので、入力信号に対応しない光信号が伝送
路に送出されるのを防ぐことができる。請求項１４に記
載の前記バイアス回路は誘導性素子を含むことで、バイ
アス回路は交流的な影響を駆動回路に与えない。

【００２９】請求項１５に記載の光送信機は更に、前記
光出力をモニタ受光素子と、前記レーザダイオードモジ
ュール、駆動回路及び結合回路とを封止するケースとを
有し、ペルチェ素子を持たない小型、低電力消費の光送
信機が構成できる。請求項１６に記載の発明では、前記
レーザダイオードに流れるバイアス電流及び前記駆動回
路が供給するパルス電流はいずれも、温度変化に従い変
化するので、ペルチェ素子がなくとも温度変化にかかわ
らず光出力を一定とすることができる。

【００３０】請求項１７に記載の発明では、前記レーザ
ダイオードモジュールは、気密封止用ケースと、前記レ
ーザダイオードの光出力をモニタする受光素子と、前記
ケース内に設けられ、前記レーザダイオード及び受光素
子を支持する支持部と、前記レーザダイオード及び受光
素子と外部との接続用端子と、前記ケース内に設けら
れ、前記レーザダイオードの光出力を光伝送路に出力す
るための光学部品とを有し、前記レーザダイオードモジ
ュールはレーザダイオードの温度を一定に保つ素子を含
まないので、小型かつ低電力消費の光送信機を構成でき
る。

【００３１】請求項１８に記載の発明は、レーザダイオ
ードと、該レーザダイオードの光出力をモニタする受光
素子と、気密封止用ケースと、前記ケース内に設けら
れ、前記レーザダイオード及び受光素子を支持する支持
部と、前記レーザダイオード及び受光素子と外部との接
続用端子と、前記ケース内に設けられ、前記レーザダイ
オードの光出力を光伝送路に出力するための光学部品と
を有し、前記レーザダイオードモジュールはレーザダイ
オードの温度を一定に保つ素子を含まないレーザダイオ
ードモジュールなので、小型かつ低電力消費のレーザダ
イオードモジュールを構成できる。

【００３２】

【実施例】図１は、本発明の原理を示す図であり、より
特定すれば、本発明の光送信機の主要部を示すブロック
図である。図１に示す光送信機３０は、駆動回路３３、
レーザダイオードモジュール（ＬＤ ＭＯＤ）３４、及
び自動パワー制御回路３６を有する。これらの構成部品
は、図２２に示すものと実質的に同一である。

【００３３】本発明では、駆動回路３３の出力とレーザ
ダイオードモジュール３４の入力との間に、直流成分を
阻止する結合回路３７を設けている。結合回路３７とし
ては、例えば容量性回路、具体的にはキャパシタで構成
できる。結合回路３７は、駆動回路３３及びレーザダイ
オードモジュール３４を交流的に接続し、直流的に分離
する。従って、駆動回路３３の出力段は、レーザダイオ
ードモジュール３４の直流的な影響を受けない。

【００３４】また、駆動回路３３の出力段に、この出力
段のトランジスタを動作させる直流バイアスを与えるた
めのバイアス回路３８を設けている。結合回路３７で直
流電圧が阻止されているため、駆動回路３３の出力段に
直流バイアスを与える必要がある。バイアス回路３８は
直流バイアスを与えるために、所定電圧Ｖｃの電源線に
接続されている。所定電圧ＶｃはＶｃｃ以下でＶｅｅを
越える電位、例えばＶｃｃに等しい。交流的にはバイア
ス回路３８が駆動回路３３から切り離されていなければ
ならない。よって、バイアス回路３８は誘導性回路、例
えばインダクタで構成される。

【００３５】図２は、図１に示す構成の回路図である。
図２中、前述した構成要素と同一のものには同一の参照
符号を付してある。図２に示す構成は、結合回路３７及
びバイアス回路３８をそれぞれキャパシタＣ１及びイン
ダクタＬ２で形成した例である。キャパシタＣ１の一端
はダンピング抵抗Ｒ_d に接続され、他端はトランジスタ
ＴＲ２のコレクタに接続されている。また、インダクタ
Ｌ２の一端は、所定電圧Ｖｃの電源線に接続され、他端
はトランジスタＴＲ２のコレクタに接続さている。

【００３６】トランジスタＴＲ２のコレクタは、キャパ
シタＣ１でレーザダイオードＬＤから直流的に切り離さ
れているので、電位Ｖ_b の影響を受けない。キャパシタ
Ｃ１で直流成分がカットされてしまうので、インダクタ
Ｌ２を介してトランジスタＴＲ２のコレクタに所定バイ
アス電圧Ｖｃを供給する。これにより、トランジスタＴ
Ｒ３がオン／オフに応じたパルス電流Ｉ_p が電源線Ｖｃ
から流れる。

【００３７】図１において、自動パワー制御回路３６は
フォトディテクタＰＤで検出した光出力パワーが一定と
なるように、トランジスタＴＲ３に与えるパルス電流制
御信号及びトランジスタＴＲ４に与えるバイアス電流制
御信号の各々のレベルを制御する。レーザダイオードＬ
Ｄの温度が上昇すると、光出力パワーは減少する。この
減少を打ち消すために、自動パワー制御回路３６はより
大きなパルス電流Ｉ_p及びバイアス電流Ｉ_b が流れるよ
うに、パルス電流制御信号及びバイアス電流制御信号の
レベルを増大させる。すなわち、温度変化に追従した制
御を行うことで、ペルチェ素子を用いなくても光出力パ
ワーを一定に設定することができる。この場合、駆動回
路３３の出力段のトランジスタＴＲ２のコレクタ電圧
は、キャパシタＣ１によりレーザダイオードモジュール
３４の直流成分の影響を受けない。よって、前述したト
ランジスタＴＲ２の飽和を防止することができる。

【００３８】以上説明したように、ペルチェ素子を省略
しても、レーザダイオードＬＤの温度変化に追従して光
出力パワーを一定に制御することができる。よって、図
３に示すように、レーザダイオードモジュールを小型
化、特に薄型化することができる。図３において、ケー
ス３９内に設けられた支持ベース３８上に受光素子２０
及びＬＤチップキャリヤ２１を設け、支持ベース３８は
ペルチェ素子を介することなく、直接ケース内に支持さ
れている。よって、図２３に示す構成に比べ、小型化、
特に薄型化が可能になる。また、ペルチェ素子を省略し
たことで、大きな電力を消費する自動温度制御回路１５
（図２２）も省略でき、光送信機の消費電力を大きく削
減できる。

【００３９】ところで、図２の構成では、キャパシタＣ
１による容量結合のため、パルス電流Ｉ_p に含まれてい
る直流成分が失われてしまう。従って、パルス電流Ｉ_p
をバイアス電流Ｉ_b に加えても、パルス電流Ｉ_p の振幅
が温度特性線から外れる。よって、失われたパルス電流
Ｉ_p の直流成分をを補償する必要がある。図４は、この
補償を説明するためのグラフである。失われたパルス電
流Ｉ_p の直流成分に相当するオフセット電流Ｉ_boffをバ
イアス電流Ｉ_b に加え、パルス電流Ｉ_p の振幅中心が特
性線の中心に位置するようにする。図４の例では、オフ
セット電流Ｉ_boffは、パルス電流Ｉ_p の振幅の半分であ
る。

【００４０】図５は、図４に示すオフセット電流Ｉ_boff
を考慮した構成の光送信機４１の要部を示すブロック図
である。図５中、前述した図に示す構成要素と同一のも
のには、同一の参照番号を付してある。図５中、直流成
分供給回路４２は、図４に示すＩ_b ＋Ｉ_boffの直流成分
をレーザダイオードモジュール３４に供給する回路であ
る。直流成分供給回路４２は、１／Ｎ分圧回路４３及び
加算回路４４とを有する。なお、Ｎは１以上の任意の数
である。１／Ｎ分圧回路４３は、自動パワー制御回路
（ＡＰＣ）３６が出力するパルス電流制御信号の１／Ｎ
の信号を加算回路４４に出力する。加算回路４４は、自
動パワー制御回路３６が出力するバイアス電流制御信号
に相当するバイアス電流Ｉ_b と、パルス電流制御信号の
１／Ｎに相当するオフセット電流Ｉ_boff（Ｉ_p の１／Ｎ
に相当する電流）とを、レーザダイオードモジュール３
４に供給する。なお、１／Ｎ分圧回路４３及び加算回路
４４の構成については後述する。

【００４１】図６は、上述したオフセット電流Ｉ_boffを
考慮した図５とは別の構成を有する光増幅機５５の要部
を示すブロック図である。図６中、前述した図に示す構
成要素と同一のものには、同一の参照番号を付してあ
る。図６に示す直流成分供給回路５６は、Ｉ_b ＋Ｉ_boff
の直流成分をレーザダイオードモジュール３４に供給す
る回路である。図５に示す構成では、オフセット電流Ｉ
_boffは常にパルス電流制御信号の１／Ｎ、すなわちパル
ス電流Ｉ_p の振幅の１／Ｎに相当する値であったが、図
６に示す構成ではパルス電流Ｉ_p の平均値に相当する値
である。

【００４２】より詳細には、直流成分供給回路５６は、
平均値検出回路５７と加算回路５８とを有する。平均値
検出回路５７は駆動回路３３の出力段に流れるパルス電
流の平均値を検出し、検出した平均値に相当する信号を
加算回路５８に出力する。加算回路５８は、検出された
平均値に相当するオフセット電流Ｉ_boffと、自動パワー
制御回路３６が出力するバイアス電流制御信号に相当す
るバイアス電流Ｉ_b とを、レーザダイオードモジュール
３４に供給する。

【００４３】図７は、図６に示す平均値検出回路５７の
構成例を示す図である。図７に示す平均値検出回路５７
は、インダクタＬ、抵抗Ｒ及び反転増幅器からなる。イ
ンダクタＬ（図２の３８）の一端は図２に示すトランジ
スタＴＲ２のコレクタに接続され、他端は反転増幅器を
介して加算回路５８に接続される。抵抗Ｒの一端はイン
ダクタＬに接続され、他端は接地されている。反転増幅
器は抵抗Ｒ２、Ｒ３とオペアンプ（演算増幅器）と、基
準電圧を出力する電源とを有する。

【００４４】図８は、図１、図５及び図６に示す自動パ
ワー制御回路３６の一構成例を示すブロック図である。
図８に示す自動パワー制御回路３６は、従来の光送信機
で用いられている自動パワー制御回路１６と実質的に同
一構成である。より詳細には、自動パワー制御回路３６
は電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換回路４８、誤差増幅器４
９、基準電圧発生部５０、固定利得部５１及び５２、オ
フセット電圧発生部５３及び加算回路５４を有する。

【００４５】電流／電圧変換回路４８は、入力端子４５
を介して図２に示すフォトダイオードＰＤからの光検出
出力信号（電流信号）を電圧信号に変換する。誤差増幅
器４９は、この電圧信号と基準電圧発生部５０からの基
準電圧とを比較し、誤差電圧を出力する。基準電圧は、
光出力パワーの平均値に相当する電圧である。誤差電圧
は、固定利得部５１でＫｂ倍（Ｋｂは任意の数）され、
出力端子４６を介してバイアス電流制御信号（電圧信
号）として出力される。また、誤差電圧は、固定利得部
５２でＫｐ倍（Ｋｐは任意の数）され、オフセット電圧
発生部５３が発生するオフセット電圧と加算される。加
算回路５４が出力する加算電圧値が、出力端子４７を介
してパルス電流制御信号（電圧信号）として出力され
る。

【００４６】レーザダイオードＬＤの温度が上昇する
と、光出力パワーが減少する。従って、基準電圧との誤
差が増大し、バイアス電流制御信号及びパルス電流制御
信号はそれぞれ増大する。この結果、図２に示すトラン
ジスタＴＲ３及びＴＲ４のベース電圧がそれぞれ増大
し、トランジスタＴＲ３及びＴＲ４はより大きな電流を
流すようになる。これにより、光出力パワーが増大す
る。このようにして、温度変化に追従して光出力パワー
を一定値に保つことができる。

【００４７】次に、キャパシタＣ１で駆動回路３３とレ
ーザダイオードモジュール３４とを容量結合した場合に
発生する過大電流、及びこの過大電流に対するレーザダ
イオードＬＤの保護機能について説明する。図９（Ａ）
に示すように、駆動回路３３への入力信号が途絶えた状
態（信号断：例えば’０’が連続する状態）になると、
駆動回路３３の出力電流は流れない。入力信号が途絶え
た状態とは、ある一定期間（例えば、数ｍｓｅｃのオー
ダ）入力信号に変化のない状態を言う。入力信号が途絶
えると、トランジスタＴＲ２はオフし、駆動回路３３は
出力電流（パルス電流Ｉ_p ）を出力しなくなる。ところ
が、キャパシタＣ１には電荷がチャージされているの
で、レーザダイオードＬＤには、この電荷による電流が
バイアス電流Ｉ_b （＝Ｉ_th）に加わる。よって、図９
（Ｂ）に示すように、レーザダイオードＬＤは、バイア
ス電流Ｉ_b にパルス電流Ｉ_p の振幅の平均値を加えた電
流でバイアスされる。従って、光出力パワーもそのバイ
アス電流値に対応した値となる。

【００４８】この状態で駆動回路３３に信号が入力され
ると、パルス電流Ｉ_p がレーザダイオードモジュールＬ
Ｄ流れ、それ以前に流れていた電流に加わる。よって、
図９（Ｂ）に示すように、過大電流（例えば、通常時の
１．５倍程度）がレーザダイオードＬＤに流れ、図３に
示すレーザダイオードチップ２６を破壊又は劣化させる
おそれがある。

【００４９】図１０は、上記過大電流からレーザダイオ
ードチップ２６を保護する機能を有する光送信機の要部
を示すブロック図である。図１０に示すように、駆動回
路３３の前段に、信号断検出回路６０とオア回路６１と
を設ける。信号断検出回路６０は、光送信機の入力信号
をモニタし、信号断となったかどうかを検出する。この
判断は、例えば入力信号’０’の状態が所定期間継続し
たかどうかをモニタすることで行うことができる。信号
断検出回路６０が信号断を検出すると、信号’１’に相
当する信号断検出信号をオア回路６１に出力する。この
信号断検出信号を受けて、駆動回路３３は、オン状態
（駆動出力であるパルス電流Ｉ_p を出力する状態）に設
定される。このオン状態では、図２に示す駆動回路３３
の出力段のトランジスタＴＲ２はオンとなっている。図
１１は、図１０に示す構成の動作を示す波形図である。
信号断検出回路６０は、図１１（Ｂ）に示す所定期間τ
内に同図（Ａ）に示す光送信機の入力信号がない場合
に、同図（Ｂ）に示すように信号断検出信号を出力する
（回路６０の出力信号はハイレベル（Ｈ）に切り替わ
る）。この信号断検出信号は図１０に示すオア回路６１
を通り、駆動回路３３に与えられる。図１１（Ｃ）に示
すように、駆動回路３３は、信号が’１’から’０’に
切り替わった直後はパルス電流Ｉ_pをオフとするが、信
号断検出信号を受けると再び駆動電流を供給し始める
（オンとする）。この時のレーザダイオードモジュール
３４には、図１１（Ｄ）に示すように電流が供給され
る。信号断を検出して駆動回路３３の出力電流がオンに
なった直後には、キャパシタＣ１を介して瞬間的に大き
な電流が流れるが、すぐにバイアス電流Ｉ_b （＝Ｉ_th）
とパルス電流Ｉ_p の平均値の和に等しい電流値に落ち着
く。その後、光送信機に信号が再び供給されると、図１
１（Ｄ）に示すように、レーザダイオードＬＤに供給さ
れる電流はしきい値電流Ｉ_thよりも小さくなった後、通
常状態になる。信号断の間にも駆動電流（パルス電流Ｉ
_p の最大ピーク値に相当）を供給するために、図２に示
すトランジスタＴＲ２はオンしているので、信号の供給
が再開すると、トランジスタＴＲ２はオンからオフにな
る。従って、信号の供給が再開すると、レーザダイオー
ドＬＤに流れる電流は、一旦減少し、その後、通常状態
になる。

【００５０】なお、入力信号が断になった直後に瞬間的
に流れる大きな電流は、検出期間τを短くすることで減
少させることができる。図１２は、上記保護機能を有す
る光送信機要部の別の構成を示すブロック図である。図
１０に示す構成要素と同一のものには、同一の参照番号
を付してある。図１２に示す構成では、信号断検出回路
６０の信号断検出信号は、駆動回路３３内部の基準電圧
を制御するために用いられる。図２では、駆動回路３３
の出力段のみを示していたが、図１２に示すように、駆
動回路３３は出力段の前段に差動対を有する。差動対６
７は、基準電圧源６８が出力する基準電圧Ｖ_ref2と信号
入力とを比較し、その大小関係に応じて相補入力信号と
してトランジスタＴＲ１及びＴＲ２を駆動する。前記信
号断検出信号は、基準電圧源６８が出力する基準電圧Ｖ
_ref2をローレベルより小さい電圧に設定することで、ト
ランジスタＴＲ２をオン状態とする。

【００５１】なお、信号断検出回路６０の詳細な構成に
ついては、後述する。前述したように、入力信号が所定
の期間’０’に固定された場合、すなわち信号断になる
と、レーザダイオードＬＤに流れる電流はしきい値電流
Ｉ_thを越える電流が流れ、レーザダイオードＬＤは中間
出力パワーで発光する。信号がないのに、中間出力パワ
ーとはいえレーザダイオードＬＤが発光するのは好まし
くない場合がある。例えば、この中間出力パワーの発光
がシステム内の障害に起因する場合もあり、その特定が
困難になる。従って、信号断を検出している間は、レー
ザダイオードＬＤからの光出力を停止させる機能を設け
ることが好ましい。

【００５２】図１３は、この光出力停止機能を有する光
送信機の主要部を示すブロック図である。図１３中、前
述した図に示す構成要素と同一のものには、同一の参照
番号を付してある。図１３に示す構成は、図１０に示す
構成をベースにしている。図１３において、信号断検出
回路６０の信号断検出信号は、オア回路６１に加え、光
出力停止信号として自動パワー制御回路６４にも供給さ
れる。光出力停止信号を受けると、自動パワー制御回路
６４はバイアス電流Ｉ_b の出力を停止する。これによ
り、光出力は停止する。

【００５３】図１４は、図１３に示す自動パワー制御回
路６４の構成を示すブロック図である。図１４中、図８
に示す構成要素と同一の構成要素には、同一の参照番号
を付してある。固定利得部５１の出力側に、ゲート
（Ｇ）６５が設けられている。ゲートＧは光出力停止信
号を受けると、固定利得部５１から出力されるバイアス
電流制御信号の出力を阻止する。よって、レーザダイオ
ードＬＤにはバイアス電流Ｉ_b が供給されず、発光は停
止する。なお、バイアス電流Ｉ_b に加え、パルス電流Ｉ
_p の供給も停止することとしてもよい。この場合には、
ゲート６５と同一のゲートを、加算回路５４の出力側に
設ける。

【００５４】図１５は、図１、図５及び図１０に示す構
成を組み合わせて構成した光送信機のブロック図であ
る。図１５中、前述した構成要素と同一の構成要素には
同一の参照番号を付してある。図１６は、図１５に示す
光送信機の詳細な構成を示す回路図である。図１６中、
前述した図に示す構成要素と同一の構成要素には、同一
の参照番号を付してある。図１６中、一部の回路につい
てはすでに説明したので、未だ説明していない回路につ
いて以下に述べる。

【００５５】信号断検出回路６０は、抵抗Ｒ３、キャパ
シタＣ２及び比較器ＣＯＭＰを有する。入力信号の電荷
を抵抗Ｒ３を介してキャパシタＣ２に蓄積する。入力信
号が存在する場合には、’１’と’０’がほぼ同数存在
すると考えて良く、キャパシタＣ２には信号’１’に相
当する電圧の約半分の中間電圧に相当する電荷を蓄積す
る。キャパシタＣＯＭＰに供給される基準電圧Ｖ
_ref1は、上記中間電圧を越える電圧値である。従って、
入力信号が存在する場合には、キャパシタＣ２の端子電
圧、すなわち比較器ＣＯＭＰの反転入力端子（−）に与
えられる電圧は、その非反転入力端子（＋）に与えられ
る基準電圧Ｖ_ref1より大きいので、比較器ＣＯＭＰの出
力端子はローレベルとなる。入力信号断となると、キャ
パシタＣ２は放電を開始し、比較器ＣＯＭＰの反転入力
端子の電圧は下降し始める。そして、基準電圧Ｖ_ref1以
下となると、比較器ＣＯＭＰの出力はハイレベルとな
る。

【００５６】図１７は、図１６に示す光送信機の動作を
示す波形図である。図１７中、（ａ）〜（ｈ）は図１６
中の対応部分の信号波形を示す。図１７（ａ）に示す光
送信機の入力信号が断になると、同図（ｂ）に示すよう
に、比較器ＣＯＭＰの反転入力端子の電圧は下降し始
め、基準電圧Ｖ_ref1以下となる。すると、図１７（ｃ）
に示すように、比較器ＣＯＭＰが出力する信号断検出信
号はローレベルからハイレベルに切り替わる。信号が再
び入力されると、比較器ＣＯＭＰの反転入力端子の電圧
は上昇を始め、基準電圧Ｖ_ref1を越えると信号断検出信
号はローレベルに切り替わる。

【００５７】図１６に戻り、ＯＲ回路６１はトランジス
タＴＲ５及びＴＲ６と抵抗Ｒ４とを有する。トランジス
タＴＲ６のベースは、比較器ＣＯＭＰの出力端子に接続
され、エミッタは抵抗Ｒ４の一端及びトランジスタＴＲ
５のエミッタに接続されている。トランジスタＴＲ５及
びＴＲ６のコレクタは、Ｖｃｃの電源線に接続されてい
る。トランジスタＴＲ５のエミッタは、駆動回路３３の
入力端子に接続されている。

【００５８】信号入力がある場合には、その入力信号’
１’及び’０’に応答してトランジスタＴＲ５はオン／
オフし、差動対６７の入力端子に電源電圧Ｖｃｃ又はＶ
ｅｅが入力される。この場合、トランジスタＴＲ６はオ
フしている。信号入力がなくなり、信号断検出信号が出
力されると（ハイレベルになると）、トランジスタＴＲ
６がオンし、トランジスタＴＲ５がオフする。よって、
差動対６７には電源電圧Ｖｃｃが与えられる。図１７
（ｄ）にこの様子を示す。電源電圧Ｖｃｃは基準電圧Ｖ
_ref2よりも高いので、信号’１’が継続的に駆動回路３
３に与えられているとの等価である。よって、差動対６
７はトランジスタＴＲ２をオンに保持し、トランジスタ
ＴＲ１をオフに保持する信号を出力する。

【００５９】この結果、図１７（ｅ）に示すように、駆
動回路３３の出力端子の電圧、すなわちトランジスタＴ
Ｒ２のコレクタ電圧はハイレベルからローレベルに変化
する。このため、図１７（ｇ）に示すように、電流がレ
ーザダイオードモジュール３４から結合回路３７を介し
て駆動回路３３に流れ、同図１７（ｆ）に示すように、
レーザダイオードモジュール３４の入力電圧は瞬間的に
低下する。この時、図１７（ｈ）に示すように、レーザ
ダイオードＬＤは強く発光する。

【００６０】そして、次第に結合回路３７内のキャパシ
タＣ１に電荷が蓄積され、図１７（ｇ）に示すように、
レーザダイオードＬＤに供給される電流は減少してい
き、最終的に加算回路４４で設定されるバイアス電流の
みがレーザダイオードＬＤに流れる。これに応答して、
図１７（ｆ）に示すレーザダイオードモジュール３４の
入力電圧も上昇していき、ある中間電圧値に落ち着く。
また、光出力も、レーザダイオードＬＤに流れるバイア
ス電流に応じたパワーとなる。

【００６１】信号入力が再開すると、図１７（ｅ）に示
すように駆動回路３３の出力電圧は、入力信号の値に応
じて変化するようになる。この時、トランジスタＴＲ２
はオンからオフに変化するので、図１７（ｆ）に示すよ
うに信号断検出信号の変化に応じてレーザダイオードモ
ジュール３４の入力電圧は、中間電圧値から急激に立ち
上がり、次第に減少していく。これに対応して、レーザ
ダイオードＬＤに流れる電流は図１７（ｇ）に示すよう
に、中間電流値から急激に減少し、次第にここを中心と
したパルス電流Ｉ_p の振幅となるように増大していく。
よって、レーザダイオードＬＤの出力は、図１７（ｈ）
のように次第に増えていく。

【００６２】図１６に戻り、１／Ｎ分圧回路４３は抵抗
Ｒ６及びＲ７を有する。抵抗Ｒ６とＲ７パルス電流制御
信号を分圧し、分圧した電圧を加算回路４４のトランジ
スタＴＲ７のベースに与える。トランジスタＴＲ７に
は、分圧電圧に応じたコレクタ電流が流れる。この電流
が前述したオフセット電流Ｉ_boffとなって、レーザダイ
オードＬＤに流れる。加算回路４４はこのトランジスタ
ＴＲ７に加え、バイアス電流Ｉ_b を供給するためのトラ
ンジスタＴＲ４及び抵抗Ｒ２を有する。よって、レーザ
ダイオードＬＤには、バイアス電流Ｉ_b とオフセット電
流Ｉ_boffとが流れる。

【００６３】図１８は、図１５及び図１６に示す光送信
器をモジュール化した構成を示す平面図である。図１８
に示す光送信器は、金属性のケース（金属機構）７１を
有し、その内部にプリント配線板（Ｐｔ板）７４がネジ
７７で取り付けられている。プリント配線板７４上に
は、低速回路部７５及び高速回路部７６が形成される。
レーザダイオードモジュール３４はその外部接続端子１
８を介して、低速回路部７５及び高速回路部７６に接続
されている。高速回路部７６は、ケース７１に取り付け
られたコネクタ７２を介して、外部から送信信号を入力
する。また、ケース７１にはコネクタ７３が取り付けら
れ、低速回路部７５と外部との信号を授受する。図１６
に示す回路は主として、高速回路部７６内に形成され
る。また、低速回路部７５内には、電源系等、その他の
回路が形成される。

【００６４】図１ないし図１４を参照して説明した本発
明の特徴は、図１５に示す以外にも、種々組み合わせる
ことができる。これらの組み合わせの例を以下に説明す
る。図１９に示す光送信機８０は、図５に示す構成と、
図１２に示す構成と、図１３に示す構成とを組み合わせ
たものである。光送信機８０の構成及び動作は、前述の
説明から明らかなので、ここでの説明は省略する。

【００６５】図２０に示す光送信機８１は、図６に示す
構成と、図１２に示す構成と、図１３に示す構成とを組
み合わせたものである。光送信機８１の構成及び動作
は、前述の説明から明らかなので、ここでの説明は省略
する。図２１に示す光送信機８２は、図６に示す構成
と、図１３に示す構成とを組み合わせたものである。光
送信機８０の構成及び動作は、前述の説明から明らかな
ので、ここでの説明は省略する。

【００６６】以上、本発明の実施例を説明した。本発明
は、上述した実施例に限定されるものではない。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下の効果が得られる。請求項１及び２に記載の発明に
よれば、レーザダイオードモジュールと駆動回路とを、
結合回路で交流的に結合する。換言すれば、レーザダイ
オードモジュールと駆動回路とは直流的には切り離され
ている。従って、ペルチェ素子を単純に取り除いた場合
に発生する問題点、すなわち温度上昇による電流の増加
に起因した駆動回路出力段の飽和を、レーザダイオード
モジュールの直流的な影響を回避することで解消でき
る。

【００６８】請求項３に記載の発明によれば、前記駆動
回路の出力段にこれを動作させるための直流バイアスを
供給するバイアス回路は、直流的に切り離した結果不足
する直流バイアスを駆動回路の出力段に供給することが
できる。請求項４に記載の発明によれば、パワー制御回
路は、前記光出力に応じて前記レーザダイオードに供給
するバイアス電流を制御するとともに、前記入力信号に
基づいて前記駆動回路がレーザダイオードに供給するパ
ルス電流を前記光出力に応じて制御するので、温度変化
にかかわらず光出力を一定に保つことができる。

【００６９】請求項５、６、７及び１３に記載の発明に
よれば、直流成分供給回路は、レーザダイオードにオフ
セット電流を供給することで適切な直流バイアスを与え
ることが出来る。請求項８及び９に記載の発明によれ
ば、信号断検出回路は、前記光送信機は更に、前記駆動
回路に入力する入力信号が信号断になったことを検出
し、この信号断を検出した場合に前記駆動回路の入力状
態を信号有りの状態に設定するので、信号入力が再開し
たときには、次に駆動回路の状態が変化するのは、例え
ば信号の’０’に応じて入力信号なしの状態になる。よ
って、信号入力再開時にレーザダイオードに瞬間的な過
大電流が流れるのを防止することができる。

【００７０】請求項１０、１１及び１２に記載の発明に
よれば、信号断検出回路は、前記駆動回路に入力する入
力信号が信号断になったことを検出し、この信号断を検
出した場合に前記レーザダイオードモジュールから光信
号が送出されるのを阻止するので、入力信号に対応しな
い光信号が伝送路に送出されるのを防ぐことができる。

【００７１】請求項１４に記載の発明によれば、前記バ
イアス回路は誘導性素子を含むことで、バイアス回路は
交流的な影響を駆動回路に与えない。請求項１５に記載
の発明によれば、光送信機は更に、前記光出力をモニタ
受光素子と、前記レーザダイオードモジュール、駆動回
路及び結合回路とを封止するケースとを有し、ペルチェ
素子を持たない小型、低電力消費の光送信機が構成でき
る。

【００７２】請求項１６に記載の発明によれば、前記レ
ーザダイオードに流れるバイアス電流及びパルス電流は
いずれも、温度変化に従い変化するので、ペルチェ素子
がなくとも温度変化にかかわらず光出力を一定とするこ
とができる。請求項１７に記載の発明によれば、前記レ
ーザダイオードモジュールは、気密封止用ケースと、前
記レーザダイオードの光出力をモニタする受光素子と、
前記ケース内に設けられ、前記レーザダイオード及び受
光素子を支持する支持部と、前記レーザダイオード及び
受光素子と外部との接続用端子と、前記ケース内に設け
られ、前記レーザダイオードの光出力を光伝送路に出力
するための光学部品とを有し、前記レーザダイオードモ
ジュールはレーザダイオードの温度を一定に保つ素子を
含まないので、小型かつ低電力消費の光送信機を構成で
きる。

【００７３】請求項１８に記載の発明によれば、レーザ
ダイオードと、該レーザダイオードの光出力をモニタす
る受光素子と、気密封止用ケースと、前記ケース内に設
けられ、前記レーザダイオード及び受光素子を支持する
支持部と、前記レーザダイオード及び受光素子と外部と
の接続用端子と、前記ケース内に設けられ、前記レーザ
ダイオードの光出力を光伝送路に出力するための光学部
品とを有し、前記レーザダイオードモジュールはレーザ
ダイオードの温度を一定に保つ素子を含まないレーザダ
イオードモジュールなので、小型かつ低電力消費のレー
ザダイオードモジュールを構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示すブロック図である。

【図２】図１に示す構成の回路図である。

【図３】本発明によるレーザダイオードモジュールの構
成を示す図である。

【図４】オフセット電流を説明するための図である。

【図５】オフセット電流を含む直流成分供給回路を有す
る本発明の一実施例のブロック図である。

【図６】オフセット電流を含む直流成分供給回路を有す
る本発明の別の実施例のブロック図である。

【図７】図６に示す平均値検出回路の構成例を示す図で
ある。

【図８】図５及び図６に示す自動パワー制御回路（ＡＰ
Ｃ）の一構成例を示すブロック図である。

【図９】レーザダイオードに流れる可能性のある過大電
流を説明するための波形図である。

【図１０】過大電流に対する保護機能を有する本発明の
一実施例のブロック図である。

【図１１】図１０に示す構成の動作を示す波形図であ
る。

【図１２】過大電流に対する保護機能を有する本発明の
別の実施例のブロック図である。

【図１３】信号断を検出した際に光出力を停止させる構
成を含む本発明の一実施例のブロック図である。

【図１４】図１３に示す自動パワー制御回路（ＡＰＣ）
の一構成例を示すブロック図である。

【図１５】オフセット電流を含む直流成分供給回路及、
過大電流に対する保護機能及び信号断を検出した際に光
出力を停止させる構成を含む本発明の一実施例のブロッ
ク図である。

【図１６】図１５に示す構成の回路図である。

【図１７】図１６に示す回路の動作を示す波形図であ
る。

【図１８】図１５及び図１６に示す構成を有する光送信
機をモジュール化した構成を示す図である。

【図１９】オフセット電流を含む直流成分供給回路及、
過大電流に対する保護機能及び信号断を検出した際に光
出力を停止させる構成を含む本発明の別の実施例のブロ
ック図である。

【図２０】オフセット電流を含む直流成分供給回路及、
過大電流に対する保護機能及び信号断を検出した際に光
出力を停止させる構成を含む本発明の更に別の実施例の
ブロック図である。

【図２１】オフセット電流を含む直流成分供給回路及、
過大電流に対する保護機能及び信号断を検出した際に光
出力を停止させる構成を含む本発明の他の実施例のブロ
ック図である。

【図２２】従来の光送信機の構成を示すブロック図であ
る。

【図２３】図２２に示すレーザダイオードモジュールを
示す図である。

【図２４】図２２に示す光送信機の回路図である。

【図２５】図２３に示す回路の動作を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

３０ 光送信機 ３３ 駆動回路 ３４ レーザダイオードモジュール ３６ 自動パワー制御回路 ３７ 結合回路 ３８ バイアス回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 Ｈ０１Ｓ 3/18

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路に光出力を出力するレーザダイ
   オードを含むレーザダイオードモジュールと、 送信すべきデータに対応する入力信号に応じて前記レー
   ザダイオードを駆動する駆動回路と、 前記レーザダイオードモジュールと前記駆動回路とを交
   流的に結合する結合回路とを有することを特徴とする光
   送信機。
2. 【請求項２】 前記結合回路は、容量性素子を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光送信機。
3. 【請求項３】 前記光送信機は更に、前記駆動回路の出
   力段を駆動するための直流バイアスを供給するバイアス
   回路を有することを特徴とする請求項１又は２いずれか
   一項記載の光送信機。
4. 【請求項４】 前記光送信機は更に、前記光出力に応じ
   て前記レーザダイオードに供給するバイアス電流を制御
   するとともに、前記入力信号に基づいて前記駆動回路が
   レーザダイオードに供給するパルス電流を前記光出力に
   応じて制御するパワー制御回路を有することを特徴とす
   る請求項１ないし３いずれか一項記載の光送信機。
5. 【請求項５】 前記光送信機は更に、前記パルス電流の
   振幅の一部に相当する電流をオフセット電流としてレー
   ザダイオードに供給する直流成分供給回路を有すること
   を特徴とする請求項４記載の光送信機。
6. 【請求項６】 前記直流成分供給回路は、前記パルス電
   流の振幅の１／Ｎ（Ｎは任意の数）に相当するオフセッ
   ト電流をレーザダイオードに供給する回路を有すること
   を特徴とする請求項５記載の光送信機。
7. 【請求項７】 前記直流成分供給回路は、前記駆動回路
   がレーザダイオードに供給するパルス電流の平均値を算
   出して、該平均値に応じたオフセット電流をレーザダイ
   オードに供給する回路を有することを特徴とする請求項
   ５記載の光送信機。
8. 【請求項８】 前記光送信機は更に、 前記駆動回路に入力する入力信号が信号断になったこと
   を検出し、この信号断を検出した場合に前記駆動回路の
   入力状態を信号有りの状態に設定する信号断検出回路を
   有することを特徴とする請求項１ないし７いずれか一項
   記載の光送信機。
9. 【請求項９】 前記光送信機は更に、 前記駆動回路に入力する入力信号が信号断になったこと
   を検出し、この信号断を検出した場合に前記駆動回路内
   の所定のパラメータを制御して、前記駆動回路の出力状
   態を信号有りの状態に設定する信号断検出回路を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一項記載の
   光送信機。
10. 【請求項１０】 前記光送信機は更に、前記駆動回路に
    入力する入力信号が信号断になったことを検出し、この
    信号断を検出した場合に前記レーザダイオードモジュー
    ルから光信号が送出されるのを阻止する信号断検出回路
    を有することを特徴とする請求項１ないし７いずれか一
    項記載の光送信機。
11. 【請求項１１】 前記信号断検出回路は更に、信号断を
    検出した場合に前記レーザダイオードモジュールから光
    信号が送出されるのを阻止することを特徴するする請求
    項８又は９記載の光送信機。
12. 【請求項１２】 前記信号断検出回路は、前記入力信号
    の振幅平均値に基づいて信号断かどうかを判断する回路
    を有することを特徴とする請求項１ないし１１記載の光
    送信機。
13. 【請求項１３】 前記直流成分供給回路は、前記パルス
    電流が前記オフセット電流を中心に振幅するようなオフ
    セット電流を供給することを特徴とする請求項５、６又
    は７いずれか一項記載の光送信機。
14. 【請求項１４】 前記バイアス回路は誘導性素子を含む
    ことを特徴とする請求項３記載の光送信機。
15. 【請求項１５】 前記光送信機は更に、前記光出力をモ
    ニタする受光素子とを含む前記レーザダイオードモジュ
    ール、駆動回路及び結合回路とを封止するケースとを有
    することを特徴とする請求項１ないし１４記載の光送信
    機。
16. 【請求項１６】 前記レーザダイオードに流れるバイア
    ス電流及び前記駆動回路が供給するパルス電流はいずれ
    も、温度変化に従い変化することを特徴する請求項４記
    載の光送信機。
17. 【請求項１７】 前記レーザダイオードモジュールは、 気密封止用ケースと、 前記レーザダイオードの光出力をモニタする受光素子
    と、 前記ケース内に設けられ、前記レーザダイオード及び受
    光素子を支持する支持部と、 前記レーザダイオード及び受光素子を外部に接続するた
    めの接続用端子と、 前記ケース内に設けられ、前記レーザダイオードの光出
    力を光伝送路に出力するための光学部品とを有し、 前記レーザダイオードモジュールはレーザダイオードの
    温度を一定に保つ素子を含まないことを特徴とする請求
    項１ないし１６いずれか一項記載の光送信機。
18. 【請求項１８】レーザダイオードと、 該レーザダイオードの光出力をモニタする受光素子と、 気密封止用ケースと、 前記ケース内に設けられ、前記レーザダイオード及び受
    光素子を支持する支持部と、 前記レーザダイオード及び受光素子と外部との接続用端
    子と、 前記ケース内に設けられ、前記レーザダイオードの光出
    力を光伝送路に出力するための光学部品とを有し、 前記レーザダイオードモジュールはレーザダイオードの
    温度を一定に保つ素子を含まないことを特徴とするレー
    ザダイオードモジュール。