JP2001067683A - 光ピックアップ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、入力波形とくらべた出力電圧波形
の広がりを抑制することにより、光ディスクに照射する
レーザ光のトラッキングおよびフォーカシングを行うた
めの時間を十分確保することができる光ピックアップ回
路を提供することを課題とする。 【解決手段】 差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）と
プッシュプル回路１０との間に設けられ、差動増幅回路
Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力電圧が基準電位ＶＣから
前記所定電位に変化しさらに当該所定電位から基準電位
ＶＣに変化する際に光ディスクからの反射光のパワーの
変化に対応して変化し、この場合において当該反射光の
パワーが強すぎるときにトランジスタの飽和に主因して
引き起こされる回路の反応遅延を抑制するクリップ回路
１１を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にＣＤ（Ｃｏｍ
ｐａｃｔ Ｄｉｓｃ：コンパクト光ディスク）やＣＤ−
Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌ
ｅ：追記型コンパクト光ディスク）等の光ディスクに記
録されたデータを読み取る光ピックアップ技術に係り、
特に入力波形とくらべた出力電圧波形の広がりを抑制す
ることにより、光ディスクに照射するレーザ光のトラッ
キングおよびフォーカシングを行うための時間を十分確
保することができる光ピックアップ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ピックアップ回路は、特にＣＤ
（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ：コンパクト光ディスク）
やＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄ
ａｂｌｅ：追記型コンパクト光ディスク）等の光ディス
クに記録されたデータを読み取るために用いられてい
る。このような光ピックアップ回路は、従来は一般的に
読み取り専用のＣＤ−ＲＯＭ等に用いられていたが、近
年、記録も可能なＣＤ−Ｒにも用いられるようになって
きた。

【０００３】一般に、ＣＤ−Ｒ用の光ディスクにデータ
を記録する場合、再生時よりも強いパワーのレーザ光を
光ディスクのトラック上に照射すると、光ディスク内の
有機色素層において、レーザ光が照射された箇所の色素
が分解され、さらに当該有機色素層の下層に設けられて
いるプレグルーブ（レーザ光を誘導するための案内溝）
が盛り上がる。

【０００４】これにより、再生時において、光ディスク
のトラックに記録時よりも弱いパワーのレーザ光を、色
素が分解された、その下層のプレグルーブが盛り上がっ
た箇所に照射すると、その一部が乱反射するため、光デ
ィスクからの反射光のパワーが減少する。

【０００５】一方、色素が分解されなかった箇所に記録
時に記録時よりも弱いパワーのレーザ光を照射した場合
は、上述したような乱反射が生じないので、その反射光
はより強いパワーとなる。これにより、反射光のパワー
の強弱を検出することで、光ディスクに記録されたデー
タを読み取ることができる。

【０００６】なお、一般のＣＤの場合は、レーザ光がト
ラック上に設けられたピットに照射されるとその反射光
のパワーが低下し、ランドに照射されるとその反射光の
パワーは増加する。

【０００７】次に、光ディスクからの反射光の強弱を検
出する光ピックアップ回路の構成を図３に示す。図３に
示す光ピックアップ回路は、フォトダイオードＰＤと、
フォトダイオードＰＤで発生した電流信号を電圧信号に
変換するオペアンプ構成の電流−電圧変換回路を備えて
いる。

【０００８】フォトダイオードＰＤはエピタキシャル−
サブストレート構造であり、光ディスクからの反射光の
パワーが小さいほど、帰還抵抗素子Ｒ１を介して出力か
らフィードバックされる帰還電流を通過させる量が減少
し、また、反射光のパワーが大きい程、より多くの帰還
電流がフォトダイオードＰＤを通過して接地電位ＧＮＤ
に流れる特性を備えている。

【０００９】上述した電流−電圧変換回路は差動増幅回
路Ａｍｐ（前段増幅回路）とプッシュプル回路１０とに
より構成されており、各回路には電源電圧Ｖｃｃが供給
されている。差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の入
力端子３（反転入力端子）にはフォトダイオードＰＤの
カソードが接続され、入力端子２（非反転入力端子）に
は基準電圧ＶＣ（＜Ｖｃｃ）が印加されている。なお、
上述した基準電圧ＶＣは、電源電圧Ｖｃｃの１／２の電
圧（＝Ｖｃｃ／２）に設定されているものとする。

【００１０】プッシュプル回路１０は、ｐｎｐトランジ
スタＱ７，Ｑ１０と、ｎｐｎトランジスタＱ８，Ｑ９を
備えている。ｐｎｐトランジスタＱ７のベースとｎｐｎ
トランジスタＱ８のベースとが互いに接続されてプッシ
ュプル回路１０の入力端となっており、当該入力端が差
動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力端子１と接続
されている。ｎｐｎトランジスタＱ９のエミッタとｐｎ
ｐトランジスタＱ１０のエミッタとの接続点がプッシュ
プル回路１０の出力端Ｖｏｕｔとして負荷に接続される
とともに、帰還抵抗素子Ｒ１を介して差動増幅回路Ａｍ
ｐ（前段増幅回路）の入力端子３（反転入力端子）に接
続されている。ｎｐｎトランジスタＱ９のベースとｐｎ
ｐトランジスタＱ７のエミッタが接続され、当該接続点
と電源電圧Ｖｃｃとの間にｐｎｐトランジスタＱ５と抵
抗素子Ｒ５を備えた定電流源Ｉ２が接続されている。ｐ
ｎｐトランジスタＱ５に流れる電流は、ｐｎｐトランジ
スタＱ３と抵抗素子Ｒ３で構成された電流源によって決
定される。ｐｎｐトランジスタＱ１０のベースとｎｐｎ
トランジスタＱ８のエミッタは接続されるとともに、当
該接続点と接地電位ＧＮＤとの間に定電流源Ｉ３が接続
されている。

【００１１】上記の構成による光ピックアップ回路にお
いては、フォトダイオードＰＤに照射される光ディスク
からの反射光が、弱いパワーから強いパワーに変化した
場合、帰還抵抗素子Ｒ１を介してフォトダイオードＰＤ
に流れ込む帰還電流の量が増加するので、差動増幅回路
Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力電流が増加するととも
に、ｎｐｎトランジスタＱ９のベース−エミッタ間電圧
ＶＢＥと定電流源Ｉ２で決定される電圧まで上昇する。

【００１２】また、フォトダイオードＰＤに照射される
光ディスクからの反射光が、強いパワーから弱いパワー
に変化した場合、帰還抵抗素子Ｒ１を介してフォトダイ
オードＰＤに流れ込む帰還電流の量が減少するので、差
動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力電流が減少す
るとともに、出力電圧が基準電圧ＶＣまで低下する。

【００１３】なお、上述した光ピックアップ回路は、通
常ＩＣ化され、フォトダイオードＰＤとして製品化され
る。

【００１４】また、ＣＤ−ＲやＣＤにおいては、対物レ
ンズを通して照射したレーザ光が常に光ディスクのトラ
ックを正確にトレースできるように、ＣＤ−Ｒにおいて
は記録時と再生時の双方において、ＣＤにおいては再生
時において、常時、光ディスクに照射するレーザ光のト
ラッキング（トラックに対する位置の制御）を行ってい
る。また、照射したレーザ光の焦点が光ディスクの表面
上で合焦するように、上記対物レンズの位置を制御して
フォーカシング（ピント制御）を行っている。

【００１５】図４は図３の光ピックアップ回路で実行す
るピント制御を説明するための図である。上記トラッキ
ングおよびフォーカシングを行うために、まず、解析格
子を通してレーザ光を光ディスク照射することで、図４
（ａ）に示すように、トラックに対して、メインスポッ
トＭＳ（データ読み取り用のビームスポット）と、この
メインスポットＭＳの前後に、それぞれビームスポット
（以下、サイドスポットＳＳ）を照射する。ここで、２
つのサイドスポットＳＳは、トラックの中心線Ｔを挟ん
で光ディスクの半径方向に、それぞれ同量ずつずれて照
射されるものとする。

【００１６】また、上述した各スポットを受光するため
に、図３に示したピックアップ回路を６つ用いて、図４
（ｂ）に示すように配置する。ここで、フォトダイオー
ドＰＤ１、フォトダイオードＰＤ２は、それぞれサイド
スポットＳＳを受光するためのフォトダイオードであ
り、フォトダイオードＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ６
は、メインスポットＭＳを受光するためのフォトダイオ
ードである。

【００１７】ここで、フォトダイオードＰＤ３〜フォト
ダイオードＰＤ６は、トラックの中心線Ｔ（図４（ａ）
参照）と、メインスポットＭＳの中心点とが一致した時
に、光ディスクから反射されたメインスポットＭＳの中
心点がフォトダイオードＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ
６の中心線Ｃ上に位置するように配置されている。

【００１８】また、フォトダイオードＰＤ３〜フォトダ
イオードＰＤ６は、光ディスクに照射したレーザ光の焦
点が光ディスクの表面上で合焦した時に受光したメイン
スポットＭＳの形状が、真円となるような位置（後述す
る）に配置されている。

【００１９】上述した光ピックアップ回路においては、
例えば、光ディスクに照射されたメインスポットＭＳの
中心点が、トラックの中心線Ｔから光ディスクの半径方
向にずれた場合、フォトダイオードＰＤ１とフォトダイ
オードＰＤ２の受光量に差が生じ、それぞれに対応する
光ピックアップ回路から出力される電圧に差が生じる。

【００２０】一方、トラックの中心線Ｔ上にメインスポ
ットＭＳの中心点が位置するように照射された場合は、
フォトダイオードＰＤ１とフォトダイオードＰＤ２の受
光量が等しくなり、それぞれに対応する光ピックアップ
回路から出力される電圧が等しくなる。よって、レーザ
光のトラッキングは、フォトダイオードＰＤ１、フォト
ダイオードＰＤ２をそれぞれ有する各光ピックアップ回
路の出力電圧が一致するように、光ディスクの半径方向
におけるレーザ光の照射位置を制御することにより行っ
ている。

【００２１】図５はシリンドリカルレンズＣＬを用いて
実行するフォーカシングを説明するための図、図６はレ
ーザ光の焦点位置に応じた光ピックアップ回路の出力電
圧の違いを説明するための図である。フォーカシング
は、図５に示すように、シリンドリカルレンズＣＬ（略
半円柱形状のレンズ）を通して、トラックから反射され
たメインスポットＭＳをフォトダイオードＰＤ３〜フォ
トダイオードＰＤ６に受光させることにより実現されて
いる。シリンドリカルレンズＣＬを通すことにより、フ
ォトダイオードＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ６の受光
面においてメインスポットＭＳの形状は、レーザ光の焦
点が合っている時には真円となる（図５（ア）参照）。

【００２２】また、レーザ光の焦点が光ディスク面の向
こう側で結ばれる（対物レンズが光ディスクに近すぎ
る）と縦長になり（図５（イ）参照）、逆にレーザ光の
焦点が光ディスク面よりも手前側で結ばれる（対物レン
ズが光ディスクから離れすぎる）と横長になる（図５
（ウ）参照）。

【００２３】すなわち、レーザ光の焦点が光ディスク面
よりも向こう側で結ばれている場合は、フォトダイオー
ドＰＤ３およびフォトダイオードＰＤ５を有する光ピッ
クアップ回路の出力電圧値の方が、フォトダイオードＰ
Ｄ４およびフォトダイオードＰＤ６を有する光ピックア
ップ回路の出力電圧値よりも大きくなる（図６（ａ）参
照）。また、レーザ光の焦点が合っている時にはフォト
ダイオードＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ６を含む各ピ
ックアップ回路の出力電圧値は同じ値となる（図６
（ｂ）参照）。

【００２４】さらに、レーザ光の焦点が光ディスク面よ
りも手前側で結ばれている場合は、フォトダイオードＰ
Ｄ４、フォトダイオードＰＤ６を有する光ピックアップ
回路の出力電圧値の方が、フォトダイオードＰＤ３、フ
ォトダイオードＰＤ５を有する光ピックアップ回路の出
力電圧値よりも大きくなる（図６（ｃ）参照）。

【００２５】したがって、レーザ光のフォーカシング
は、フォトダイオードＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ６
を有する各ピックアップ回路の出力電圧値が全て同じ値
となるように、対物レンズの光ディスク面に対する垂直
方向の位置を制御することによって行う。

【００２６】ところで、上述したトラッキングおよびフ
ォーカシングは、図３に示す光ピックアップ回路の場
合、基準電圧ＶＣを出力している期間（パワーの低い反
射光を受光している期間）に行われる。すなわち、トラ
ッキングは、フォトダイオードＰＤ１、フォトダイオー
ドＰＤ２を有する各光ピックアップ回路が基準電圧ＶＣ
を出力している期間に、双方の光ピックアップ回路から
出力される電圧値の差を求め、この差が０となるように
光ディスクの半径方向に対するレーザ光の照射位置を制
御している。また、フォーカシングも、フォトダイオー
ドＰＤ３〜フォトダイオードＰＤ６を有する各光ピック
アップ回路が基準電圧ＶＣを出力している期間に、それ
ぞれの光ピックアップ回路から出力される電圧値の差を
求め、この差が０となるように光ディスクの垂直方向に
対する対物レンズの位置を制御している。

【００２７】これに類する他の従来技術としては、例え
ば、特開平７−９８８７４号公報に記載のものがある。
すなわち、特開平７−９８８７４号公報に記載の従来技
術は、ゲイン切り換え手段を必要とせず、記録時、再生
時いずれにおいても信号を良好に検出し、かつチルトに
よるオフセットの影響のない光ディスク装置を提供する
ことを目的とするものであって、半導体レーザからの光
束を対物レンズによって光ディスク上に微小なスポット
として照射し、情報の記録、再生を行う光ディスク装置
において、光ディスクからの反射光を受光して電気信号
に変換する光電変換手段と、この光電変換手段に接続さ
れ、信号の増幅を行うとともに情報記録時は所定値で飽
和するアンプ手段と、半導体レーザからの光束を対物レ
ンズによって光ディスク上に微小なスポットとして照射
し、少なくとも情報再生を行う光ディスク装置におい
て、光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換
する光電変換手段と、この光電変換手段に接続され、信
号の増幅を行うとともに情報再生時は所定値で飽和する
アンプ手段を有し、半導体レーザは情報記録時、再生パ
ワーとほぼ等しいボトムパワーを有し、所定値はボトム
パワーより大きく記録パワーより小さく、光ディスクは
断続的なグルーブを有し、所定値がグルーブにおける反
射レベルよりも大きく、かつグルーブのない鏡面部の反
射レベルよりも小さい光ディスク装置である。このよう
な光ディスク装置によれば、アンプ手段が所定値で飽和
するように構成したので、ゲイン切り換え手段を必要と
せず、感度良好な信号が得られ、また光ディスクの傾き
によるオフセット信号の影響を除去できるといった効果
が開示されている。

【００２８】また、これに類する他の従来技術として
は、例えば、特開平９−１２８７５３号公報に記載のも
のがある。すなわち、特開平９−１２８７５３号公報に
記載の従来技術は、光ピックアップの光検出器の出力に
よって光ディスクからの反射光の反射光量に応じた全反
射光量信号を出力する全反射光量検出手段と、全反射光
量信号により光ディスク面上の反射光量の小さくなるド
ロップアウトを検出し、かつ、反射光量が所定の反射光
量よりも大きい場合にはドロップアウト検出動作をしな
いドロップアウト検出手段と、所定のトラック形態で情
報信号が記録されている光ディスクを回転させる回転手
段と、光ディスクの情報面に光ビームを集光して光スポ
ットを形成しその反射光を光検出器で受光する光ピック
アップ手段と、光検出器の出力に応じた全反射光量信号
を出力する全反射光量検出手段と、全反射光量信号によ
り光ディスク面上のドロップアウトを検出し、反射光量
が所定の反射光量よりも大きい場合にはドロップアウト
検出動作をしないドロップアウト検出手段を有し、ドロ
ップアウト検出手段は、全反射光量信号を特定の時定数
をもって低周波成分を得る低周波検出を行い全反射光量
信号が特定の大きさよりも大きい場合には低周波成分検
出を行わない低周波成分検出手段と、低周波成分と特定
の基準電圧との間に検出レベルを設定する設定手段と、
全反射光量信号と検出レベルとを比較しドロップアウト
を検出する比較手段とを有する光ディスク装置である。
このような光ディスク装置によれば、反射光量が大きく
なるドロップアウトが起こった場合に、ドロップアウト
検出の誤検出を防止し、誤検出によるドロップアウト信
号に応じて光ディスクの制御装置の処理の定数や方式が
長期間切り替えられて制御が乱されたり外れたり、ある
いは再生信号処理装置の処理の定数や方式が長期間切り
替えられて信号処理が不具合を起こすことを回避できる
といった効果が開示されている。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来技術には以下に掲げる問題点があった。まず第１の
問題点は、図７（図３の光ピックアップ回路の波形応答
性を示すグラフ）に示すように、入力電圧の波形（図７
の下側の入力波形）とくらべて出力電圧の波形（図７の
上側の出力波形）が広がってしまい、セトリング時間が
長くなり、トラッキングおよびフォーカシングを行うこ
とができる期間（図７中、矢印で示す範囲）が短くなっ
てしまうことである。その理由は、ＣＤ−Ｒの記録時に
前述したように再生時よりも強いパワーのレーザ光を光
ディスクに照射する必要があるため、光ピックアップ回
路の出力電圧が再生時よりも増加するため、図３に示す
光ピックアップ回路は、記録時にプッシュプル回路１０
のｐｎｐトランジスタＱ５の過剰な飽和による電荷蓄積
効果によって出力波形に遅れが発生するからである。

【００３０】そして第２の問題点は、光ピックアップ回
路の入力波形とくらべて出力電圧波形が広がってしまう
とトラッキングおよびフォーカシングを行うことができ
る期間がますます短くなり、トラッキングおよびフォー
カシングが困難になることである。その理由は、昨今Ｃ
Ｄ−Ｒの記録および再生速度は増加していく傾向にあ
り、記録および再生速度は増加するほど、光ピックアッ
プ回路の出力電圧波形において、電源電圧Ｖｃｃが出力
される期間および基準電圧ＶＣが出力される期間が短か
くなっていくためである。

【００３１】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、入力波形とくらべ
た出力電圧波形の広がりを抑制することにより、光ディ
スクに照射するレーザ光のトラッキングおよびフォーカ
シングを行うための時間を十分確保することができる光
ピックアップ回路を提供する点にある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
要旨は、入力波形とくらべた出力電圧波形の広がりを抑
制することにより、光ディスクに照射するレーザ光のト
ラッキングおよびフォーカシングを行うための時間を十
分確保することができる光ピックアップ回路であって、
光ディスクからの反射光を受光するフォトダイオード
と、前記フォトダイオードが受光した反射光のパワーに
応じて所定電位または基準電位の電圧を出力する前段増
幅回路と、前記前段増幅回路の出力電圧を外部の負荷に
印加するプッシュプル回路と、前記前段増幅回路と前記
プッシュプル回路との間に設けられ、前記前段増幅回路
の出力電圧が前記基準電位から前記所定電位に変化する
際、前記所定電位以上に出力電圧が上昇することを抑制
するクリップ回路を有することを特徴とする光ピックア
ップ回路に存する。また請求項２に記載の発明の要旨
は、入力波形とくらべた出力電圧波形の広がりを抑制す
ることにより、光ディスクに照射するレーザ光のトラッ
キングおよびフォーカシングを行うための時間を十分確
保することができる光ピックアップ回路であって、光デ
ィスクに記録されたデータを読み取るために光ディスク
からの反射光を受光するフォトダイオードと、前記フォ
トダイオードが受光した反射光のパワーに応じて所定電
位または基準電位の電圧を出力する前段増幅回路と、前
記前段増幅回路の出力電圧を外部の負荷に印加するプッ
シュプル回路と、前記前段増幅回路と前記プッシュプル
回路との間に設けられ、前記前段増幅回路の出力電圧が
前記基準電位から前記所定電位に変化しさらに前記所定
電位から前記基準電位に変化する際に光ディスクからの
反射光のパワーの変化に対応して変化するとともに、前
記反射光のパワーが強すぎるときにトランジスタの飽和
に主因して引き起こされる回路の反応遅延を抑制するク
リップ回路を有することを特徴とする光ピックアップ回
路に存する。また請求項３に記載の発明の要旨は、前記
クリップ回路は、前記所定電位が前記基準電位よりも高
い電位に設定された状態で、前記前段増幅回路の出力電
圧が前記所定電位から前記基準電位に立ち下がる時に生
じる遅れを防止するように構成されていることを特徴と
する請求項１または２に記載の光ピックアップ回路に存
する。また請求項４に記載の発明の要旨は、前記クリッ
プ回路は、前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位
から前記所定電位に立ち上がった場合であって反射光の
パワーが強く前記出力電圧が前記所定電位からさらに上
昇しようとしたとき、前記前段増幅回路の出力電圧が前
記所定電位以上に上昇しトランジスタが飽和しないよう
に前記前段増幅回路の出力電位の上昇を制限する差動出
力電圧電流制限回路を有することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ回路に存
する。また請求項５に記載の発明の要旨は、前記クリッ
プ回路は、前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位
から前記所定電位に立ち上がった場合であって反射光の
パワーが強く前記出力電圧が前記所定電位からさらに上
昇しようとしたとき、前記前段増幅回路の出力電圧が前
記所定電位以上に上昇しトランジスタが飽和しないよう
に前記前段増幅回路の出力電位の上昇を制限し、前記所
定電位からさらに上昇しようとしたとき、その過剰な電
流を前記前段増幅回路の出力から接地電位へ流し出す差
動出力電圧電流制限回路を有することを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか一項に記載の光ピックアップ回路
に存する。また請求項６に記載の発明の要旨は、前記ク
リップ回路は、前記前段増幅回路の出力電圧が前記所定
電位以上に上昇しようとした場合に、前記前段増幅回路
の出力から前記フォトダイオードに電流を流して帰還抵
抗素子から前記フォトダイオードに流れる電流を制限す
るフォトダイオード電流制限回路を有することを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光ピックア
ップ回路に存する。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明は、以下に掲げる特徴を備
えている。まず第１の特徴は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ
Ｄｉｓｃ：コンパクト光ディスク）やＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍ
ｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ：追記型コ
ンパクト光ディスク）等の光ディスクに記録されたデー
タを読み取るために光ディスクからの反射光を受光する
フォトダイオードと、当該フォトダイオードが受光した
反射光のパワーに応じて所定電位または基準電位の電圧
を出力する前段増幅回路と、当該前段増幅回路の出力電
圧を外部の負荷に印加するプッシュプル回路とを有する
光ピックアップ回路において、前段増幅回路とプッシュ
プル回路との間に設けられ、前段増幅回路の出力電圧が
基準電位から前記所定電位に変化しさらに当該所定電位
から基準電位に変化する際に光ディスクからの反射光の
パワーの変化に対応して変化し、この場合において当該
反射光のパワーが強すぎるときにトランジスタの飽和に
主因して引き起こされる回路の反応遅延を抑制するクリ
ップ回路を付加した点である。

【００３４】また第２の特徴は、前記所定電位が基準電
位よりも高い電位に設定されており、クリップ回路が、
前段増幅回路の出力電圧が当該所定電位から基準電位に
立ち下がる時に生じる遅れを防止する点である。

【００３５】また第３の特徴は、クリップ回路が差動出
力電圧電流制限回路とフォトダイオード電流制限回路を
備えている点である。差動出力電圧電流制限回路は、前
段増幅回路の出力電圧が基準電位から前記所定電位に立
ち上がった場合であって反射光のパワーが強く当該出力
電圧が前記所定電位からさらに上昇しようとしたとき、
前段増幅回路の出力電圧が前記所定電位以上に上昇しト
ランジスタが飽和しないように当該前段増幅回路の出力
電位の上昇を制限し、前記所定電位からさらに上昇しよ
うとしたとき、その過剰な電流を前段増幅回路の出力か
ら接地電位へ流し出す機能を有している。フォトダイオ
ード電流制限回路は、前段増幅回路の出力電圧が前記所
定電位以上に上昇しようとした場合に、前段増幅回路の
出力からフォトダイオードに電流を流すことによって、
帰還抵抗素子からフォトダイオードに流れる電流を制限
する機能を有している。以下、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００３６】図１は本発明の一実施の形態に係る光ピッ
クアップ回路１００を説明するための回路図である。初
めに、図１を参照して、光ディスクからの反射光の強弱
を検出する本実施の形態の光ピックアップ回路１００の
構成を説明する。本実施の形態の光ピックアップ回路１
００は、フォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰ
Ｄで発生した電流信号を電圧信号に変換（電流−電圧変
換）するオペアンプ構成の電流−電圧変換回路を備えて
いる。

【００３７】フォトダイオードＰＤはエピタキシャル−
サブストレート構造であって、光ディスクからの反射光
のパワーが小さいほど、帰還抵抗素子Ｒ１を介して出力
からフィードバックされる帰還電流を通過させる量が減
少し、また、反射光のパワーが大きい程、より多くの帰
還電流が接地電位ＧＮＤに流れる性質を持っている。

【００３８】一方、電流−電圧変換回路は差動増幅回路
Ａｍｐ（前段増幅回路）、プッシュプル回路１０および
クリップ回路１１を備え、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増
幅回路）およびプッシュプル回路１０のそれぞれには電
源電圧Ｖｃｃから動作電力が供給されている。

【００３９】電流−電圧変換回路を構成する差動増幅回
路Ａｍｐ（前段増幅回路）は、入力端子３（反転入力端
子）にフォトダイオードＰＤのカソードが接続され、入
力端子２（非反転入力端子）に基準電圧ＶＣ（＜Ｖｃ
ｃ）が印加されている。本実施の形態では、電源電圧Ｖ
ｃｃの１／２の電圧（ＶＣ＝Ｖｃｃ／２）に基準電圧Ｖ
Ｃを設定している。

【００４０】電流−電圧変換回路を構成するプッシュプ
ル回路１０は、ｐｎｐトランジスタＱ７，Ｑ５ならびに
Ｑ１０、およびｎｐｎトランジスタＱ８ならびにＱ９を
備え、入力端（Ａ点）がｐｎｐトランジスタＱ７のベー
スとｎｐｎトランジスタＱ８のベースとに接続されると
ともに、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力端
子１に接続された回路構成となっている。また、ｎｐｎ
トランジスタＱ９のエミッタとｐｎｐトランジスタＱ１
０のエミッタとの接続点は、プッシュプル回路１０の出
力端Ｖｏｕｔとして負荷（不図示）に接続されるととも
に、帰還抵抗素子Ｒ１を介して差動増幅回路Ａｍｐ（前
段増幅回路）の入力端子３（反転入力端子）に接続され
ている。また、ｎｐｎトランジスタＱ９のベースとｐｎ
ｐトランジスタＱ７のエミッタが接続され、当該接続点
と電源電圧Ｖｃｃとの間にｐｎｐトランジスタＱ５およ
び抵抗素子Ｒ５を備えた定電流源Ｉ２が接続されてい
る。また、ｐｎｐトランジスタＱ１０のベースとｎｐｎ
トランジスタＱ８のエミッタが接続されるとともに、当
該接続点と接地電位ＧＮＤとの間に定電流源Ｉ３が接続
されている。さらに、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回
路）とプッシュプル回路１０との間には、クリップ回路
１１が設けられている。

【００４１】電流−電圧変換回路を構成するクリップ回
路１１は、抵抗素子Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と、ｐｎｐトラン
ジスタＱ３，Ｑ４と、ｎｐｎトランジスタＱ６と、定電
流源Ｉ１，Ｉ１’と、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回
路）の出力電圧が所定電位以上かどうかを検知する差動
出力電圧検知回路１４と、差動出力電圧検知回路１４と
共通使用のｐｎｐトランジスタＱ２と、差動増幅回路Ａ
ｍｐ（前段増幅回路）の出力電圧が所定電位以上に上が
るのを防止する差動出力電圧電流制限回路１２と、差動
出力電圧検知回路１４と共通使用のｐｎｐトランジスタ
Ｑ１と、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力か
らフォトダイオードＰＤに電流を流すことによって帰還
抵抗素子Ｒ１からフォトダイオードＰＤに流れる電流を
制限するフォトダイオード電流制限回路１３を備えてい
る。

【００４２】差動出力電圧検知回路１４を構成するｐｎ
ｐトランジスタＱ４は、一方端に電源電圧Ｖｃｃが印加
されている抵抗素子Ｒ４の他方端にエミッタが接続さ
れ、また、ｎｐｎトランジスタＱ６のコレクタとベース
にコレクタが接続された回路構成となっている。また、
ｎｐｎトランジスタＱ６のエミッタは定電流源Ｉ１を介
して接地電位ＧＮＤに接地されるとともに、ｐｎｐトラ
ンジスタＱ１およびＱ２のベースに接続された回路構成
となっている。

【００４３】また、差動出力電圧電流制限回路１２を構
成するｐｎｐトランジスタＱ２においては、差動増幅回
路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力端子に接続されている
プッシュプル回路１０の入力端子にエミッタが接続さ
れ、抵抗素子Ｒ２を介して接地電位ＧＮＤにコレクタが
接地されている。

【００４４】さらに、フォトダイオード電流制限回路１
３のｐｎｐトランジスタＱ１は、差動増幅回路Ａｍｐ
（前段増幅回路）の出力端子に接続されているプッシュ
プル回路１０の入力端子にエミッタが接続され、フォト
ダイオードＰＤのカソード側と差動増幅回路Ａｍｐ（前
段増幅回路）の入力端子３（反転入力端子）および帰還
抵抗素子Ｒ１の一端にコレクタが接続された回路構成と
なっている。また、フォトダイオードＰＤのアノードは
接地電位ＧＮＤに接地されている。

【００４５】次に光ピックアップ回路１００の動作につ
いて説明する。図１を参照すると、本実施の形態の光ピ
ックアップ回路１００では、フォトダイオードＰＤに照
射される反射光のパワーが弱い状態（例えば、光ディス
クに照射されるレーザ光の一部が乱反射した状態）から
強い状態（例えば、光ディスクに照射されるレーザ光が
乱反射しなかった状態）に変化する場合、差動増幅回路
Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力電流が増加していくとと
もに、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の出力電圧
が基準電圧ＶＣよりも高い所定電位へ基準電圧ＶＣを始
点として立ち上がっていく。

【００４６】このとき、ｐｎｐトランジスタＱ１および
Ｑ２のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥがおよそ０．７Ｖ
以下となり、ｐｎｐトランジスタＱ１およびＱ２がＯＦ
Ｆ（非導通）となるため、Ａ点の電位は、フォトダイオ
ードＰＤに照射される反射光のパワーに発生した光電流
ＩＰＤと帰還抵抗素子Ｒ１とで決定される電位まで上昇
するが、さらに、フォトダイオードＰＤに照射される反
射光のパワーが増加した場合、プッシュプル回路１０の
ｎｐｎトランジスタＱ９のベース−エミッタ間電圧ＶＢ
Ｅと定電流源Ｉ２で決定される電圧まで上昇する。

【００４７】このとき、定電流源Ｉ２においては、ｐｎ
ｐトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥが減
少し、過剰な飽和状態となってしまう。

【００４８】一般に、トランジスタが過剰な飽和状態と
なってしまうと、トランジスタの電荷蓄積効果によっ
て、トランジスタの応答特性の悪化を招くが、ｐｎｐト
ランジスタＱ１およびＱ２のベース電位は、差動出力電
圧電流制限回路１２の抵抗素子Ｒ４に発生する電圧と、
ｐｎｐトランジスタＱ４およびｎｐｎトランジスタＱ６
のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥで決定される。Ａ点の
電位が上昇し、上述で決定された、ｐｎｐトランジスタ
Ｑ１およびＱ２のベース電位ＶＢとこのｐｎｐトランジ
スタＱ１およびＱ２のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥと
およそ０．７（単位は［Ｖ］）を加えた電圧（＝ＶＢ＋
ＶＢＥ＋０．７）以上にＡ点の電位が上昇すると、ｐｎ
ｐトランジスタＱ１およびＱ２がＯＮ（導通）し、Ａ点
の電位は、電源電圧Ｖｃｃから抵抗素子Ｒ４に発生する
電圧とトランジスタ１個分のベース−エミッタ間電圧Ｖ
ＢＥだけ下がった電位にクリップされてそれ以上の電位
には上昇できないようになる。

【００４９】さらに、差動出力電圧電流制限回路１２の
ｐｎｐトランジスタＱ２がＯＮ（導通）することによっ
て、差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回路）の過剰な出力
電流を抵抗素子Ｒ２を通して接地電位ＧＮＤに流すこと
ができる。

【００５０】また、フォトダイオード電流制限回路１３
のｐｎｐトランジスタＱ１がＯＮ（導通）することによ
って、フォトダイオードＰＤの過剰な光電流ＩＰＤをｐ
ｎｐトランジスタＱ１からの電流で補うことによって、
その過剰な光電流ＩＰＤが帰還抵抗素子Ｒ１に流れる量
を減少させることができる。

【００５１】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、クリップ回路１１を構成する差動出力電圧検知回路
１４、差動出力電圧電流制限回路１２およびフォトダイ
オード電流制限回路１３の動作によって、フォトダイオ
ードＰＤに照射される反射光のパワーが強い場合であっ
ても、電源電圧Ｖｃｃから抵抗素子Ｒ４に発生する電圧
とトランジスタ１個分のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ
だけ下がった電位で差動増幅回路Ａｍｐ（前段増幅回
路）の出力電位をクリップし、ｐｎｐトランジスタＱ５
が過剰に飽和するのを防止することにより、電荷蓄積効
果に主因する出力波形の遅れを低減できるようになる。
すなわち、図１の光ピックアップ回路１００の波形応答
性を示すグラフ（図２）に示すように、入力電圧の波形
（図２中の入力波形）に対する出力電圧の波形（図２中
の出力波形）の広がりを抑制することで波形応答性を改
善できるようになる。

【００５２】なお、本発明が上記実施の形態に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、上記実施の形
態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構
成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にす
ることができる。また、各図において、同一構成要素に
は同一符号を付している。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、クリップ回路を構成する差動
出力電圧検知回路、差動出力電圧電流制限回路およびフ
ォトダイオード電流制限回路の動作によって、フォトダ
イオードに照射される反射光のパワーが強い場合であっ
ても、電源電圧から抵抗素子に発生する電圧とトランジ
スタ１個分のベース−エミッタ間電圧だけ下がった電位
で差動増幅回路（前段増幅回路）の出力電位をクリップ
し、ｐｎｐトランジスタ（Ｑ５）が過剰に飽和するのを
防止することにより、電荷蓄積効果に主因する出力波形
の遅れを低減できるようになるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る光ピックアップ回
路を説明するための回路図である。

【図２】図１の光ピックアップ回路の波形応答性を示す
グラフである。

【図３】従来の光ピックアップ回路を説明するための回
路図である。

【図４】図３の光ピックアップ回路で実行するピント制
御を説明するための図である。

【図５】シリンドリカルレンズを用いて実行するフォー
カシングを説明するための図である。

【図６】レーザ光の焦点位置に応じた光ピックアップ回
路の出力電圧の違いを説明するための図である。

【図７】図３の光ピックアップ回路の波形応答性を示す
グラフである。

【符号の説明】

１…出力端子 ２…入力端子（非反転入力端子） ３…入力端子（反転入力端子） １０…プッシュプル回路 １１…クリップ回路 １２…差動出力電圧電流制限回路 １３…フォトダイオード電流制限回路 １４…差動出力電圧検知回路 １００…光ピックアップ回路 Ａｍｐ…差動増幅回路（前段増幅回路） ＧＮＤ…接地電位 Ｉ１，Ｉ１’…定電流源 Ｉ２…定電流源 Ｉ３…定電流源 ＩＰＤ…光電流 ＭＳ…メインスポット ＳＳ…サイドスポット ＰＤ…フォトダイオード Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ７，Ｑ１０…ｐｎｐ
トランジスタ Ｑ６，Ｑ８，Ｑ９…ｎｐｎトランジスタ Ｒ１…帰還抵抗素子 Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５…抵抗素子 ＶＣ…基準電圧 Ｖｃｃ…電源電圧

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力波形とくらべた出力電圧波形の広が
   りを抑制することにより、光ディスクに照射するレーザ
   光のトラッキングおよびフォーカシングを行うための時
   間を十分確保することができる光ピックアップ回路であ
   って、 光ディスクからの反射光を受光するフォトダイオード
   と、 前記フォトダイオードが受光した反射光のパワーに応じ
   て所定電位または基準電位の電圧を出力する前段増幅回
   路と、 前記前段増幅回路の出力電圧を外部の負荷に印加するプ
   ッシュプル回路と、 前記前段増幅回路と前記プッシュプル回路との間に設け
   られ、前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位から
   前記所定電位に変化する際、前記所定電位以上に出力電
   圧が上昇することを抑制するクリップ回路を有すること
   を特徴とする光ピックアップ回路。
2. 【請求項２】 入力波形とくらべた出力電圧波形の広が
   りを抑制することにより、光ディスクに照射するレーザ
   光のトラッキングおよびフォーカシングを行うための時
   間を十分確保することができる光ピックアップ回路であ
   って、 光ディスクに記録されたデータを読み取るために光ディ
   スクからの反射光を受光するフォトダイオードと、 前記フォトダイオードが受光した反射光のパワーに応じ
   て所定電位または基準電位の電圧を出力する前段増幅回
   路と、 前記前段増幅回路の出力電圧を外部の負荷に印加するプ
   ッシュプル回路と、 前記前段増幅回路と前記プッシュプル回路との間に設け
   られ、前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位から
   前記所定電位に変化しさらに前記所定電位から前記基準
   電位に変化する際に光ディスクからの反射光のパワーの
   変化に対応して変化するとともに、前記反射光のパワー
   が強すぎるときにトランジスタの飽和に主因して引き起
   こされる回路の反応遅延を抑制するクリップ回路を有す
   ることを特徴とする光ピックアップ回路。
3. 【請求項３】 前記クリップ回路は、 前記所定電位が前記基準電位よりも高い電位に設定され
   た状態で、前記前段増幅回路の出力電圧が前記所定電位
   から前記基準電位に立ち下がる時に生じる遅れを防止す
   るように構成されていることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の光ピックアップ回路。
4. 【請求項４】 前記クリップ回路は、 前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位から前記所
   定電位に立ち上がった場合であって反射光のパワーが強
   く前記出力電圧が前記所定電位からさらに上昇しようと
   したとき、前記前段増幅回路の出力電圧が前記所定電位
   以上に上昇しトランジスタが飽和しないように前記前段
   増幅回路の出力電位の上昇を制限する差動出力電圧電流
   制限回路を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか一項に記載の光ピックアップ回路。
5. 【請求項５】 前記クリップ回路は、 前記前段増幅回路の出力電圧が前記基準電位から前記所
   定電位に立ち上がった場合であって反射光のパワーが強
   く前記出力電圧が前記所定電位からさらに上昇しようと
   したとき、前記前段増幅回路の出力電圧が前記所定電位
   以上に上昇しトランジスタが飽和しないように前記前段
   増幅回路の出力電位の上昇を制限し、前記所定電位から
   さらに上昇しようとしたとき、その過剰な電流を前記前
   段増幅回路の出力から接地電位へ流し出す差動出力電圧
   電流制限回路を有することを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれか一項に記載の光ピックアップ回路。
6. 【請求項６】 前記クリップ回路は、 前記前段増幅回路の出力電圧が前記所定電位以上に上昇
   しようとした場合に、前記前段増幅回路の出力から前記
   フォトダイオードに電流を流して帰還抵抗素子から前記
   フォトダイオードに流れる電流を制限するフォトダイオ
   ード電流制限回路を有することを特徴とする請求項１乃
   至５のいずれか一項に記載の光ピックアップ回路。