CN1235209C - 光接收放大元件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种光接收放大元件，可应用于含有半导体双波长激光器元件和一个聚光透镜的光拾取装置。该光接收放大元件设有多个光接收部分(22，23)，与该不同的波长相对应；多个互阻型放大器(40，41)，根据该不同的波长而与光接收部分(22，23)相连并适应于该不同的波长以及开关装置(S31)，根据每个波长开关该互阻型放大器(40，41)的输出。

Description

光接收放大元件
                          技术领域
本发明涉及光接收放大元件，应用于使用半导体双波长激光元件来从一个芯片输出具有两个不同波长的光的光拾取装置。
                          背景技术
诸如CD、DVD等等的光盘被广泛用作为在其上存储声音，图像，文档数据等等的介质，并且对执行再现或录制光盘的各种光盘装置进行了开发。光拾取装置是光盘装置的光头部分中用于执行向光盘输入信号和从光盘输出信号的主要部件。
由于近年来快速流行的DVD再现装置要求再现现有CD的能力，因此光拾取装置对于DVD和CD分别要求具有650nm波长和780nm波长的两种半导体激光元件。
图7是表示用于执行DVD和CD的再现的光拾取装置的侧视图。
参见图7，光拾取装置101设有两个半导体激光元件107和108，它们中的每一个都充当光源。半导体激光元件107输出(发射)用于DVD的具有650nm波长的光，而半导体激光元件108输出(发射)用于CD的具有780nm波长的光。三棱镜106以及含有用于DVD的聚光透镜104和用于CD的聚光透镜105的光透镜103安排在从半导体激光元件107和108到光盘102的光通路上。
另外，光拾取装置101装有具有用于经由光透镜103接收被光盘102以及三棱镜106反射的激光的光接收部分(光电二极管)的光接收放大元件109。光透镜103设有在半导体激光元件107与108之间进行切换的功能，以便对应于选定波长并同时在聚光透镜104与105之间切换。
当选定DVD(波长：650nm)时，经由聚光透镜104用来自半导体激光元件107的发射光来照射光盘102并且被光盘102反射的光经由聚光透镜104被三棱镜106反射并输入到光接收放大元件109内，以及通过光接收放大元件109而被光电转换并输出电信号。当选定CD(波长：780nm)时，类似地，经由聚光透镜105用来自半导体激光元件108的发射光来照射光盘102并且被光盘102反射的光经由聚光透镜105被三棱镜106反射并输入到光接收放大元件109内。
由于能够用两个聚光透镜104和105来相对于两个光源(半导体激光元件107和108)调整光通路，因此光接收放大元件109上的光接收部分(光电二极管)具有图8所示的形状并且光接收部分201加入进来接收对于DVD的650nm波长的激光以及对于CD的780nm波长的激光。这里，聚焦调整以及数据信号的再现是在被安排在光接收部分201的中心内并被分成四个部分的主光接收部分202中执行的。另外，跟踪调整是在被安排在主光接收部分202的左侧及右侧上的辅光接收部分203中执行的。
接下来，图9表示现有技术的光接收放大元件的等效电路框图。
图9中，把整个框图表示为光接收放大元件301，以及光接收部分302(光电二极管)对应于主光接收部分202的A到D和辅光接收部分203的E到H中的每一个。激光信号在光接收部分302内被转换成电信号Isc并由前置放大器11内的电阻R11通过电流—电压变换来放大信号Isc，并且该信号的电压再由后置放大器A12，电阻R12，R13和R14进一步放大，以及把该信号输出到输出端子303。
在该现有技术中所描述的图7中的光拾取装置内，需要分别对应于两种不同波长(650nm，780nm)的两个半导体激光元件107和108以及两个聚光透镜104和105，并且要求通过调整光学系统诸如用于该两种波长中的每一个的半导体激光元件的位置、聚光透镜的位置等来把反射(信号)光从光盘引导到光接收放大元件上。从而，由于包含半导体激光元件的光学设计变得复杂并需要一种可用于在两种波长之间转换光学系统的机制，因此光学设计变得更为复杂并且部件数量增多，并且增加了改进相关的费用。
因此，作为半导体激光元件，从一个芯片输出(发射)具有两种波长的光的半导体双波长激光元件已经有了超前发展及商品化，并且已经采用用于光拾取装置的一个单一的半导体双波长激光元件来替代使用两个半导体激光元件。
半导体双波长激光元件的优点是有可能使双波长光发射点之间的距离以微米级靠近并具有该双波长光发射点的位置的极高准确性，这是由于通过使用半导体照相技术而把两种波长光发射点形成在同一衬底上。因此，即使当经由一个聚光透镜用激光照射光盘并把来自该光盘的反射(信号)光引导到光接收放大元件上，对于两种波长的接收光点之间的距离也是固定地具有很高的准确性。
如上所述，假设把半导体激光元件的数目以及聚光透镜的数目分别定为1，那么需要光接收部分(即，光电二极管)与光接收放大元件上的两种波长对应。另外，需要一种对于从对应于该两种波长中的每一个的光接收部分光电转换的电信号进行放大的电路。
                          发明内容
因此，本发明的目的是解决上述问题，并且，本发明提供了一种光接收放大元件，适合用于设有半导体双波长激光器元件和一个单一的聚光透镜(光学元件)的光拾取装置。
本发明提供了一种光接收放大元件，用于光拾取装置，该光拾取装置包括具有从中彼此发射不同波长光的多个光发射点的半导体激光器，以及用从半导体激光器发射的光照射光盘并把该光盘上的反射光引导到该光接收放大元件的光学元件，该光接收放大元件包括：
多个光接收部分，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器，按照所述不同的波长而与光接收部分相连，并且与所述不同的波长相对应；以及
开关装置，根据每个波长开关所述互阻型放大器的输出。
在本发明中，最好是所述多个互阻型放大器包括具有适应于第一波长的反馈常数的第一互阻型放大器以及具有适应于第二波长的反馈常数的第二互阻型放大器。
在本发明中，最好是所述第一与第二互阻型放大器包括：
第一与第二差分元件；
单一的电流镜像电路，其中差分元件的输出相互电连接并作为有源负载；
射极跟随器输出电路；以及
两个反馈电路，
相对于第一与第二互阻型放大器而设置一个输出端子。
在本发明中，最好是所述开关装置进行操作，以使：含有恒流源、开关电路以及电流镜像电路的第一与第二电流源内的第一与第二差分元件的反射极接点偏置；通过一外部开关信号切换所述第一与第二电流源；以及，在有效状态内切换所述第一与第二差分元件。
在本发明中，最好是把所述多个光接收部分以及多个互阻型放大器形成在单一的芯片上，并且所述多个光接收部分之间的距离等于所述多个发射点之间的距离。
本发明提供了一种使用上述光接收放大元件的光拾取装置。
根据更为详细的说明，本发明提供了一种光拾取装置，包括：
半导体激光器，具有从中彼此发射不同波长光的多个光发射点；
光接收放大元件，含有：
多个光接收部分，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器，根据所述不同的波长而与光接收部分相连并对应于所述不同的波长；以及
开关装置，根据每个波长切换所述互阻型放大器的输出；以及
光学元件，用于用所述半导体激光器发射的光来照射光盘并把所述光盘上的反射光引导到所述光接收放大元件。
本发明提供了一种光接收放大元件，用于光拾取装置，所述光拾取装置包括具有从中彼此发射不同波长光的多个光发射点的半导体激光器，以及用从半导体激光器发射的光照射光盘并把所述光盘上的反射光引导到所述光接收放大元件的光学元件，所述光接收放大元件包括：
多个光接收部分，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器，与所述多个光接收部分相连并对应于具有不同反射率的多个光盘；以及
开关装置，根据所述光盘来切换所述互阻型放大器的输出，
所述多个光接收部分的输出公共地连接到所述多个互阻型放大器的输入。
在本发明中，最好是所述多个互阻型放大器包括具有适应于只再现光盘的反射率的第一反馈常数的第一互阻型放大器以及具有适应于可重写光盘的反射率的第二反馈常数的第二互阻型放大器。
在本发明中，最好是一个含有一二极管和一电阻的箝位电路并联连接到设置所述第二反馈常数的第二反馈电路上。
在本发明中，最好是所述第一与第二互阻型放大器包括：
第一与第二差分元件；
单一的电流镜像电路，其中差分元件的输出相互电连接并作为有源负载；
射极跟随器输出电路；以及
两个反馈电路，
相对于第一与第二互阻型放大器而设置一个输出端子。
在本发明中，最好是所述开关装置进行操作，以使：含有恒流源、开关电路以及电流镜像电路的第一与第二电流源内的第一与第二差分元件的反射极接点偏置；通过一外部开关信号切换所述第一与第二电流源；以及，在有效状态内切换所述第一与第二差分元件。
在本发明中，最好是把所述多个光接收部分以及多个互阻型放大器形成在单一的芯片上，并且所述多个光接收部分之间的距离等于所述多个发射点之间的距离。
本发明提供了一种使用上述光接收放大元件的光拾取装置。
本发明提供了一种光拾取装置，包括：
半导体激光器，具有从中彼此发射不同波长光的多个光发射点；
光接收放大元件，含有：
多个光接收部分，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器，与所述多个光接收部分相连并对应于具有不同反射率的多个光盘；以及
开关装置，根据所述光盘而切换所述互阻型放大器的输出，
所述多个光接收部分的输出公共地连接到所述多个互阻型放大器的输入；以及
光学元件，用于用所述半导体激光器发射的光来照射光盘并把所述光盘上的反射光引导到所述光接收放大元件。
根据本发明的光接收放大元件被用于光拾取装置，该光拾取装置设有从一个芯片输出具有两种不同波长的激光的半导体双波长激光元件和用于用来自所述半导体双波长激光元件的激光照射光盘而不考虑波长并把反射光引导到所述光接收放大元件的单一的聚光透镜(光学元件)。
所述光接收放大元件设有分别对应于两种不同波长的两个光接收部分(光电二极管)并且互阻型放大器与所述两个光接收部分中的每一个相连，以及根据要被选定的波长在互阻型放大器之间执行选择和切换操作。由此能够获得对应于所述两种波长中的每一个的光接收放大输出。另外，由于所述光接收放大元件设有关于对应于各个波长的各个光接收部分的互阻型放大器，因此能够调整电路特性以便对各个波长最优化。
其它种类的光接收放大元件设有分别对应于两种不同波长的两个光接收部分(光电二极管)，并且所述两个光接收部分的信号输出端子相互连接以及被连接的信号分别输入到具有第一反馈常数的第一互阻型放大器和具有第二反馈常数的第二互阻型放大器内，所述两个反馈常数互不相同，并设置所述第一与第二反馈常数(增益电阻)以便适应于只再现光盘的反射率及可重写光盘的反射率。由此在两种波长的情形中都能够获得对于具有高反射率的只再现光盘以及具有低反射率的可重写光盘的令人满意的再现特性。
另外，最好是分别地，第一反馈常数(增益电阻)为再现而设置，而第二反馈常数为重写而设置，并且一个含有二极管和电阻的箝位电路并联地连接到第二反馈电路上。由此，在为进行写操作而输入大量光的时候，放大器增益较低并且光接收部分的饱和度能够得到阻止，因此在两种不同波长的情形中都能够获得适应于再现及重写的光接收放大器特性。
另外，最好是，与上述两个光接收部分相连的所述两个互阻型放大器(前置放大器)分别包含：两个差分元件(第一与第二差分元件)；单一的电流镜像电路，其中集电极相互连接作为差分元件的输出并用作有源负载；一射极跟随器输出电路；以及两个反馈电路。由此所述两个前置放大器具有一个输出端子，并且从所述输出端子输出一个输出信号，其电压进一步被一后置放大器放大，因此，对于所述两个光接收部分来说，只需要仅有一个外部输出端子的一个后置放大器，由此可以限定由于增加电压规模而导致的芯片成本的增加，并且，不增加外部输出端子(即，管脚)。因此，可以限定含有封装的所述光接收放大元件的成本增加。
另外，最好是，构成互阻型放大器的各个差分元件的偏置电流在导通与关断状态之间切换，与用于所述两个互阻型放大器的开关装置一样。由此对应于每个波长的互阻型放大器执行有效选择，并且能够用少量元件来实现切换功能，并且能够限制由于芯片面积的增大而引起的费用增加。
另外，最好是，把分别对应于两种波长的所述两个光接收部分形成在其上形成有放大电路的同一衬底上。由此通过使用半导体照相技术能够提高对应于两种波长的所述两个光接收部分的位置的准确性。
此外，所述两个接收光部分之间的距离适应于用于要被使用的所述半导体双波长激光元件的各个波长的发射点之间的距离，由此能够获得令人满意的光接收特性。
构成所述光接收放大元件以使得通过切换适应于所述半导体双波长激光器的光发射点之间的距离的两个光接收部分以及分别连到所述光接收部分的互阻型放大器来获得一个输出，所述半导体双波长激光器从一个芯片输出具有两种不同波长的激光，由此本发明能够提供适应于使用所述半导体双波长激光器的光拾取装置的光接收放大元件。
另外，在切换所述两个互阻型放大器的结构中，即使当光盘的反射率改变，本发明也提供了适应于使用所述半导体双波长激光器的能够通过调整反馈电路的常数来获得稳定输出的光拾取装置的光接收放大元件。
此外，在切换所述两个互阻型放大器的结构中，本发明提供了适应于使用所述半导体双波长激光器的通过在反馈电路之一上安排箝位电路而设有记录/再现功能的光拾取装置的光接收放大元件。
                         附图说明
本发明的其它以及进一步的目的、特征、以及优点将从下面结合附图的详细说明中变得更为清楚，其中：
图1是使用本发明中的光接收放大元件的光拾取装置的侧视图；
图2是表示本发明中的光接收放大元件的光接收部分的视图；
图3是根据本发明实施例1的光接收放大元件的等效电路框图；
图4是本发明中的光接收放大元件的电路的一个例子；
图5是根据本发明实施例2的光接收放大元件的等效电路框图；
图6是根据本发明实施例3的光接收放大元件的等效电路框图；
图7是使用现有技术中的光接收放大元件的光拾取装置的侧视图；
图8是表示现有技术中的光接收放大元件的光接收部分的形状的视图；和
图9是现有技术中的光接收放大元件的等效电路框图。
                       具体实施方式
现在参照附图在下面描述本发明的较佳实施例。
(实施例1)
图1是本发明实施例1中的光拾取装置的侧视图。
参见图1，光拾取装置11设有作为光源的半导体双波长激光元件(下文称之为双波长激光器)16。双波长激光器16在同一衬底上形成用于不同波长的两个激光发射点。参考数字16a表示用于DVD(650nm波长)的第一发射点，参考数字16b表示用于CD(780nm波长)的第二发射点。把含有三棱镜15与聚光透镜14的光透镜13安排在从双波长激光器16到光盘12的光通路上。此外，光拾取装置11设有具有用于经由光透镜13接收被光盘12以及三棱镜15反射的激光的光接收部分的光接收放大元件17。光电二极管用来做该光接收部分。
如上所述，由于经由固定一个聚光透镜14用从双波长激光器16输出(发射)的具有两种不同波长的光来照射光盘12，并且被聚光透镜14反射的光输入到光接收放大元件17内，所以把光接收放大元件17的光接收部分成形为如图2所示。
参见图2，该光接收放大元件的光接收部分21包括用于DVD(650nm波长)的主光接收部分22和用于CD(780nm波长)的主光接收部分23，以及辅光接收部分24。设计该光学系统以使得用于DVD的650nm波长的光能够入射到光接收部分22，而用于CD的780nm波长的光能够入射到光接收部分23，这两种波长的光均从双波长激光器16输出并被光盘反射及输入。
图3是输出作为电信号的来自对应于图2中的两种波长的两个主光接收部分的光信号的光接收放大元件的等效电路框图。
关于光接收放大元件的17，分别包含有第一放大器A31、第一反馈电阻R31、第一电容C31以及第二放大器A32、第二反馈电阻R32、第二电容C32的第一和第二互阻抗型放大器(前置放大器)40和41与两个主光接收部分22和23相连。该两个互阻抗型放大器40和41的输出电压经由输出切换开关S31由含有第三放大器A33以及第三电阻R33到第五电阻R35的后置放大器42放大并从外部输出端子36输出该信号。
根据更为详细的说明，第一互阻抗型放大器40包括第一放大器A31、第一反馈电阻R31以及第一电容C31。把光接收部分22的输出电连接到第一放大器A31的输入端。第一反馈电阻R31与第一电容C31并联连接在第一放大器A31的输入端与输出端之间。由此，第一反馈电阻R31与第一电容C31形成第一反馈电路38，用于执行第一放大器A31的输出到输入侧的反馈。第一放大器A31的输出端电连接到输出切换开关S31的一个输入端子上。
第二互阻抗型放大器41包括第二放大器A32、第二反馈电阻R32以及第二电容C32。把光接收部分23的输出电连接到第二放大器A32的输入端。第二反馈电阻R32与第二电容C32并联连接在第二放大器A32的输入端与输出端之间。由此，第二反馈电阻R32与第二电容C32形成第二反馈电路39用于执行第二放大器A32的输出到输入侧的反馈。第二放大器A32的输出端电连接到输出切换开关S31的另一个输入端子上。
后置放大器42包括第三放大器A33以及第三电阻R33到第五电阻R35。第三放大器A33具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第三放大器A33的第一输入端经由第三电阻R33电连接到输出切换开关S31的输出端子上。另外，第三放大器A33的该第一输入端经由第四电阻R34电连接到用于生成外部参考电压的一电源上。第五电阻R35电连接在第三放大器A33的输出端与第二输入端之间，用于执行第三放大器A33的输出到输入侧的反馈。第三放大器A33的输出端电连接到外部输出端子36上。
当输入用于DVD(650nm波长)的激光时，该激光被输入到光接收部分22内，因此，用第一放大器A31、第一反馈电阻R31以及第一电容C31形成的第一互阻抗型放大器40的输出信号输入到后置放大器42内，并且该输出信号的电压被放大并从外部输出端子36输出。当输入用于CD(780nm波长)的激光时，该激光被输入到光接收部分23内，因此，用第二放大器A32、第二反馈电阻R32以及第二电容C32形成的第二互阻抗型放大器41的输出信号输入到后置放大器42内，并且该输出信号的电压被放大并从外部输出端子36输出。这里，由于光接收放大元件设有用于两种波长(即，光接收部分)的两个互阻抗型放大器40和41，因此第一反馈电路38及第二反馈电路39的电阻R和电容C的值被调整并能够为对应于各个波长的前置放大器40和41中的每一个设置反馈常数。由此能够根据激光波长所引起的光强的差异等来为每个波长调整并优化特性。
也就是说，现有技术使一个光接收部分与一个前置放大器适应两种波长，因此当设计光接收放大元件(即，设置该前置放大器的反馈常数)以便能适应于波长中的一种时，必定确定对于另一种波长的特性。一般地，在650nm与780nm波长之间存在光接收部分的敏感特性上的差异，因此，当前置放大器的反馈常数(增益)适应于一种波长时，另一波长的敏感度必定由该光接收部分敏感特性上的差异所确定。另外，由于在用于DVD(650nm)的4.5MHz与用于CD(780nm)的0.72MHz之间存在基频上的差异，因此响应频率特性应当适应于DVD一侧上的频率。
在此情形中，存在由于频带的扩展以便适应于DVD一侧而引起的噪声特性衰退的可能性，并且还存在在其中低频CD被使用的频带内的特性退化的可能性。
然而，根据本发明的一个实施例，由于两个前置放大器40和41分别为DVD侧和CD侧而提供，因此前置放大器的反馈常数(R，C)能够为各个波长分别地设置作为有关敏感度与响应频率特性的优化值。
图2中，用于650nm波长的光接收部分22与用于780nm波长的光接收部分23之间的间距Y被定位，以使得该间距Y基本上等于图1中双波长激光器16的用于650nm波长的发射点16a与用于780nm波长的发射点16b之间的间距X。
用经由聚光透镜14的从双波长激光器16输出的激光照射光盘12而不考虑激光的波长，并且被光盘12反射的激光输入到光接收放大元件17内，因此，根据用于各个波长的双波长激光器16的光发射点之间的间距用激光来照射光接收放大元件17的不同位置。因此，当设置对应于每个波长的光接收部分之间的距离以使得光接收部分之间的距离基本上等于双波长激光器16的光发射点之间的距离时，能够最大程度地接收该激光。因此，能够获得良好的S/N(信/噪比)特性。另外，通过在同一衬底上构成用于各个波长的光接收部分，能够改进光接收部分之间距离位置的准确性。
用于图3所示的两个互阻抗型放大器40和41的电路的一个例子示于图4。
图4中，DVD(650nm)一侧上的第一互阻抗型放大器40包括晶体管Q1和Q2的第一差分元件43，以及包含第一反馈电阻R31与第一电容C31的第一反馈电路38。CD(780nm)一侧上的第二互阻抗型放大器41包括晶体管Q3和Q4的第二差分元件44，以及包含第二反馈电阻R32与第二电容C32的第二反馈电路39。另外，图4中的该电路设有含有分别作为DVD与CD侧上的差分元件43与44的公共有源负载的晶体管Q5和Q6以及电阻R1和R2的电流镜像电路C1。作为用于该两个差分元件43、44的公共输出的晶体管Q6的集电极执行经由含有晶体管Q7及恒流源I1的输出缓冲电路45(即，射极跟随器输出电路)的向输出端子Vo的信号输出。
根据更详细的说明，对于第一互阻抗型放大器40，在第一差分元件43内，晶体管Q1的发射极与晶体管Q2的发射极相互电连接。晶体管Q1的基极电连接到用于生成外部参考电压的电源。晶体管Q1的集电极电连接到形成电流镜像电路C1的晶体管Q5的集电极上。晶体管Q2的基极电连接到光接收部分22的输出上。晶体管Q2的集电极电连接到形成电流镜像电路C1的晶体管Q6的集电极上。
在电流镜像电路C1内，晶体管Q5的基极与晶体管Q6的基极相互电连接。把晶体管Q5的集电极短路连接到晶体管Q5的基极上。晶体管Q5的发射极经由电阻R1电连接到提供电压Vcc的总线46上。晶体管Q6的发射极经由电阻R2电连接到总线46上。
对于第二互阻抗型放大器41，在第二差分元件44内，晶体管Q3的发射极与晶体管Q4的发射极相互电连接。晶体管Q3的基极电连接到用于生成外部参考电压的电源。晶体管Q3的集电极电连接到电流镜像电路C1的基极接点上。晶体管Q4的集电极电连接到形成电流镜像电路C1的晶体管Q6的集电极上。
含有晶体管Q7和恒流源I1的输出缓冲电路45(即，射极跟随器输出电路)电连接到总线46上。晶体管Q7的基极电连接到形成电流镜像电路C1的晶体管Q6的集电极上。在晶体管Q7的集电极上安排了一输出端子Vo。
第一反馈电阻R31与第一电容C31并联地电连接到第一反馈电路38，该第一反馈电路38电连接在晶体管Q2的基极与晶体管Q7的集电极之间。第二反馈电阻R32与第二电容C32并联地电连接到第二反馈电路39，该第二反馈电路39电连接在晶体管Q4的基极与晶体管Q7的集电极之间。
如上所述，由于两个互阻抗型放大器40和41的输出变成用于两种波长的公共部分，因此一个输出端子足以满足两种输入信号(即，前置放大器)并且用于执行信号电压的放大的一个后置放大器42也足以满足该两种输入信号。因此，能够在该光接收放大元件内获得可适应于两种波长激光的输出而不需增加任何输出端子，并且，使用与用在现有技术中的数目相同(即，一个)的后置放大器便足够了，因此，能够限制芯片体积的扩大。
另外，作为是开关装置的开关部分，通过含有恒流源I2和I3、开关电路S1和S2以及电流镜像电路C2和C3的第一与第二电流源47和48来偏置第一与第二差分元件43和44的发射极接点，并且第一与第二电流源47和48由一外部开关信号来切换，以及第一与第二差分元件43和44在有效状态内(in an active state)被切换。
换言之，在图4中，关于形成互阻抗型放大器40和41的差分元件43和44的偏置，用于650nm波长的DVD一侧上的偏置(Q1和Q2，即，差分元件43)包括晶体管Q8、Q9和Qsw1以及恒流源I2。用于780nm波长的CD一侧上的偏置(Q3和Q4，即，差分元件44)包括晶体管Q10、Q11和Qsw2以及恒流源I3。提供了含有晶体管Qsw3和Qsw4以及恒流源I4和I5的开关电路S1和S2。
根据更详细的说明，第一电流源47包括电流镜像电路C2、晶体管Qsw1、恒流源I2以及第一开关电路S1。第二电流源48包括电流镜像电路C3、晶体管Qsw2、恒流源I3以及第二开关电路S2。
电流镜像电路C2包括晶体管Q8和Q9。晶体管Q8的基极与晶体管Q9的基极相互电连接。晶体管Q8的集电极电连接到第一差分元件43的发射极接点上。晶体管Q9的集电极短路连接到晶体管Q9的基极上以及经由恒流源I2电连接到提供电压Vcc的总线49上。晶体管Q8和Q9的发射极在接地线GND上接地。
电流镜像电路C3包括晶体管Q10和Q11。晶体管Q10的基极与晶体管Q11的基极相互电连接。晶体管Q10的集电极电连接到第二差分元件44的发射极接点上。晶体管Q11的集电极短路连接到晶体管Q11的基极上以及经由恒流源I3电连接到提供电压Vcc的总线49上。晶体管Q10和Q11的发射极在接地线GND上接地。
第一开关电路S1与第二开关电路S2并联连接在总线49与接地线GND之间。第一开关电路S1包括恒流源I4以及晶体管Qsw3。第二开关电路S2包括恒流源I5以及晶体管Qsw4。晶体管Qsw3的基极电连接到晶体管Qsw4的基极上。晶体管Qsw3的集电极经由恒流源I4电连接到总线49上。晶体管Qsw4的集电极经由恒流源I5电连接到总线49上。晶体管Qsw4的基极电连接到其中外部开关信号被输入的SW端子上。晶体管Qsw3和Qsw4的发射极在接地线GND上接地。
晶体管Qsw1的基极电连接到第一开关电路S1内晶体管Qsw3的集电极与恒流源I4的接点上。晶体管Qsw1的集电极电连接到电流镜像电路C2内的晶体管Q9的集电极上。晶体管Qsw1的发射极在接地线GND上接地。
晶体管Qsw2的基极电连接到第二开关电路S2内晶体管Qsw4的集电极与恒流源I4的接点上。晶体管Qsw2的集电极电连接到电流镜像电路C3内的晶体管Q11的集电极上。晶体管Qsw2的发射极在接地线GND上接地。
根据对DVD(650nm波长)一侧的描述，当晶体管Qsw1处于关断状态(即，SW端子为低)时，恒流源I2所提供的电流经由含有晶体管Q8和Q9的电流镜像电路C2而供给含有晶体管Q1和Q2的差分元件43。因此，差分元件43变为有效状态。在该有效状态时期，CD(780nm波长)一侧上的状态为非有效状态。当把SW端子从低切换到高时，晶体管Qsw4变为导通状态，因此晶体管Qsw4的集电极的电压下降到接近于GND的电平并且晶体管Qsw3变为关断状态。当晶体管Qsw3处于关断状态时，晶体管Qsw3的集电极的电压上升到接近于Vcc的电平，因此，晶体管Qsw1变为导通状态，并且，所有来自恒流源I2的电流都经由晶体管Qsw1流入GND并且没有偏置电流在含有晶体管Q1和Q2的差分元件43内流动，以及差分元件43变为非有效状态。在该非有效状态时期，CD(780nm波长)一侧上的状态相反，为有效状态。
如上所述，用少量的元件能够实现对两个互阻抗型放大器40和41的切换，并且通过切换差分元件43和44的偏置电流能够限制芯片尺寸的增大所引起的成本增加。
(实施例2)
图5是用于输出发自图2中与两种波长相对应的两个主光接收部分的光信号作为电信号的光接收放大元件的另一等效电路框图。
这里，与图3的不同点如下：
两个光接收部分22和23的信号输出点相互连接并且两个光接收部分22和23的信号输出输入到两个互阻抗型放大器40和41中的每一个。
另外，反馈电阻R31和R32的值在两个互阻抗型放大器40和41内不同，并且，设置电阻R31的值，以使对于具有高反射率的只再现光盘具有最佳敏感度(即，增益)，并且，设置电阻R32的值，以使对于具有低反射率的可重写光盘具有最佳敏感度(即，增益)。在本发明的一实施例中，该电阻的值遵从下列不等式：R31＜R32。
由于用于光接收放大元件17的信号光是从光盘反射的光，因此由于光盘的不同反射率造成输入到光接收放大元件17内的信号光的量的变化。一般地，我们知道只再现(ROM)光盘的反射率高，而可重写(RW)光盘的反射率大约低到ROM光盘的反射率的约四分之一。
如上所述，通过连接两个光接收部分22和23的输出，将该输出光输入互阻抗型放大器40和41的每一个内，以及分别设置前置放大器40和41中每一个的反馈电阻值作为对于只再现光盘的最佳敏感度(即，增益)及对于可重写光盘的最佳敏感度(即，增益)，由光盘的反射率变化所引起的对于DVD(650nm)和CD(780nm)两种光盘上的影响能够得以限制并能够获得光接收放大元件的稳定特性。
(实施例3)
图6是用于输出来自图2中的与两种波长相对应的两个主光接收部分的光信号作为电信号的光接收放大元件的又一等效电路框图。
这里，与图5的不同点如下：
在第二互阻抗型放大器41a的反馈电路39内，含有电阻R36和二极管D1到D3的箝位电路50与第二反馈电阻R32以及第二电容C32并联连接，并且把第二反馈电阻R32设置为比第一电阻R31足够小的值以使得第二反馈电阻R32适应于在写操作时期的大光量(R31＞＞R32)。
把含有第一放大器A31、第一反馈电阻R31以及第一电容C31的第一互阻抗型放大器40设置成用于再现，以及把含有第二放大器A32、第二反馈电阻R32、第二电容C32以及在输入大量光时期阻止饱和的箝位电路50的第二互阻抗型放大器41a设置成用于写操作。由此能够实现设有用于对于DVD(650nm)和CD(780nm)两种波长的记录/再现功能的光接收放大元件。
如上所述，根据如实施例1到3所描述的光接收放大元件，能够提供该光接收放大元件以便可应用于含有从一个芯片输出具有两种不同波长的激光的双波长激光器以及用来自该双波长激光器的激光照射光盘而不考虑波长并把反射光引导到光接收放大元件的一个透镜的光拾取装置。
本发明可以体现在其它特定形式内而不脱离本发明的精神或基本特征。因此本发明的实施例在各方面都被视为说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附的权利要求书而非以上描述来确定，并因此落入权利要求书的等价含义及范围内的所有改变都被包含在本发明的范围之内。

Claims (17)

1.一种光接收放大元件，用于光拾取装置(11)，该光拾取装置(11)包括具有从中发射彼此不同波长光的多个光发射点(16a，16b)的半导体激光器(16)，以及用从该半导体激光器(16)发射的光照射光盘并把该光盘上的反射光引导到该光接收放大元件的光学元件(13，15)，该光接收放大元件包括：
多个光接收部分(22，23)，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器(40，41)，按照所述不同的波长而与所述光接收部分(22，23)相连且与所述不同的波长相对应；以及
开关装置(S31)，根据每个波长来切换所述互阻型放大器(40，41)的输出。
2.根据权利要求1所述的光接收放大元件，其中所述多个互阻型放大器(40，41)包括具有适应于第一波长的反馈常数的第一互阻型放大器(40)以及具有适应于第二波长的反馈常数的第二互阻型放大器(41)。
3.根据权利要求2所述的光接收放大元件，其中第一与第二互阻型放大器(40，41)包括：
第一与第二差分元件(43，44)；
单一的电流镜像电路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的输出相互电连接，并且该单一的电流镜像电路(C1)用作有源负载；
射极跟随器输出电路(45)；以及
两个反馈电路(38，39)，
相对于所述第一与第二互阻型放大器(40，41)而设置输出端子(Vo)。
4.根据权利要求3所述的光接收放大元件，其中所述开关装置(S31)进行操作，以便：使得所述第一与第二差分元件(43，44)的发射极接点在含有一恒流源(I2，I3)、一开关电路(S1，S2)以及一电流镜像电路(C2，C3)的所述第一与第二电流源(47，48)内偏置；通过一外部开关信号来切换所述第一与第二电流源(47，48)；并且，在有效状态下切换所述第一与第二差分元件(43，44)。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的光接收放大元件，其中所述多个光接收部分(22，23)以及所述多个互阻型放大器(40，41，41a)形成在单个的芯片上，并且，所述多个光接收部分(22，23)之间的距离(Y)等于所述多个发射点(16a，16b)之间的距离(X)。
6.一种使用权利要求1至4中任一权利要求所述的光接收放大元件的光拾取装置。
7.一种使用权利要求5所述的光接收放大元件的光拾取装置。
8.一种光接收放大元件，用于光拾取装置(11)，该光拾取装置(11)包括具有从中发射彼此不同波长光的多个光发射点(16a，16b)的半导体激光器(16)，以及用从该半导体激光器(16)发射的光照射光盘并把该光盘上的反射光引导到该光接收放大元件的光学元件(13，15)，该光接收放大元件包括：
多个光接收部分(22，23)，与所述不同的波长相对应；
多个互阻型放大器(40，41，41a)，与所述多个光接收部分(22，23)相连并对应于具有不同反射率的多个光盘；以及
开关装置(S31)，根据所述光盘来切换所述互阻型放大器(40，41，41a)的输出，
所述多个光接收部分(22，23)的输出公共地连接到所述多个互阻型放大器(40，41，41a)的输入。
9.根据权利要求8所述的光接收放大元件，其中所述多个互阻型放大器(40，41，41a)包括：第一互阻型放大器(40)，具有适应于只用于再现的光盘的反射率的第一反馈常数；以及第二互阻型放大器(41，41a)，具有适应于可重写的光盘的反射率的第二反馈常数。
10.根据权利要求9所述的光接收放大元件，其中含有二极管(D1至D3)和电阻(R36)的箝位电路(50)被并联连接到设置所述第二反馈常数的第二反馈电路(39a)上。
11.根据权利要求9所述的光接收放大元件，其中所述第一与第二互阻型放大器(40，41，41a)包括：
第一与第二差分元件(43，44)；
单一的电流镜像电路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的输出相互电连接，并且该单一的电流镜像电路(C1)用作有源负载；
射极跟随器输出电路(45)；以及
两个反馈电路(38，39)，
相对于所述第一与第二互阻型放大器(40，41，41a)而设置一个输出端子(Vo)。
12.根据权利要求10所述的光接收放大元件，其中所述第一与第二互阻型放大器(40，41a)包括：
第一与第二差分元件(43，44)；
单一的电流镜像电路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的输出相互电连接，并且该单一的电流镜像电路(C1)用作有源负载；
射极跟随器输出电路(45)；以及
两个反馈电路(38，39a)，
相对于第一与第二互阻型放大器(40，41a)而设置一个输出端子(Vo)。
13.根据权利要求11所述的光接收放大元件，其中所述开关装置(S31)进行操作，以便：使得所述第一与第二差分元件(43，44)的发射极接点在含有一恒流源(I2，I3)、一开关电路(S1，S2)以及一电流镜像电路(C2，C3)的所述第一与第二电流源(47，48)内偏置；通过一外部开关信号来切换所述第一与第二电流源(47，48)；并且，在有效状态下切换所述第一与第二差分元件(43，44)。
14.根据权利要求12所述的光接收放大元件，其中所述开关装置(S31)进行操作，以便：使得所述第一与第二差分元件(43，44)的发射极接点在含有一恒流源(I2，I3)、一开关电路(S1，S2)以及一电流镜像电路(C2，C3)的所述第一与第二电流源(47，48)内偏置；通过一外部开关信号来切换所述第一与第二电流源(47，48)；并且，在有效状态下切换所述第一与第二差分元件(43，44)。
15.根据权利要求8至14中任一权利要求所述的光接收放大元件，其中所述多个光接收部分(22，23)以及所述多个互阻型放大器(40，41，41a)形成在单个的芯片上，并且，所述多个光接收部分(22，23)之间的距离(Y)等于所述多个发射点(16a，16b)之间的距离(X)。
16.一种使用权利要求8至14中任一权利要求所述的光接收放大元件的光拾取装置。
17.一种使用权利要求15所述的光接收放大元件的光拾取装置。
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