JP2007122841A - 受光アンプ回路及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電圧範囲を狭めずに、熱ノイズを低減して出力信号のＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる受光アンプ回路を提供する。
【解決手段】受光素子ＰＤが接続される前置アンプ回路２と、受光素子ＰＤと分離されて前置アンプ回路２と同一型の前置アンプ回路３と、前置アンプ回路２・３の出力電圧差を増幅する差動アンプ回路８ａとを備え、前置アンプ回路２は、増幅器Ａ１と、帰還抵抗ＲｆＨ１・ＲｆＨ２を有し、帰還抵抗ＲｆＨ１・ＲｆＨ２の一端が、増幅器Ａ１の入力端子に共通に接続されている受光アンプ回路１ａであって、差動アンプ回路８ａの増幅率は、１未満であり、前置アンプ回路２の帰還抵抗ＲｆＨ１の他端と増幅器Ａ１の出力端子とに結合されて増幅器Ａ１からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路８ａに供給するための出力電圧拡大回路４を前置アンプ回路２に設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクを再生および／または記録可能な装置に用いられる光ピックアップ装置用の受光アンプ回路および光ピックアップ装置に関するものである。

光ディスクは，音声、映像及び文書データなどを記録するメディアとして広く使用されており，光ディスクの再生または記録を行う装置が各種開発されている。このような装置において、先端部分で光ディスクからの信号を入出力する主要構成要素である光ピックアップ装置が広く使われている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、従来技術を示すものであり、光ピックアップ装置８０１の要部構成を示すブロック図である。光ピックアップ装置８０１は、光源となる半導体レーザ８５を備え、半導体レーザー８５から光ディスク８１に至る光路には、プリズム８４及び集光レンズ８３から構成されるレンズ光学系８２が配置されている。更に光ピックアップ装置８０１は、光ディスク８１で反射したレーザ光が、光学系８２を介してプリズム８４で反射されて、受光素子(フォトダイオード)を有する受光アンプ回路９１に入射される構成となっている。

半導体レーザ８５からレーザ光が出力され、集光レンズ８３を介して光ディスク８１に照射され，反射したレーザ光は、レンズ光学系８２を介してプリズム８４で反射して受光アンプ回路９１に入力され、この受光アンプ回路９１で光電変換されて電気信号として出力される。

図９は、従来の受光アンプ回路９１の等価回路ブロックの一例の構成を示す回路図である。受光アンプ回路９１は、前置アンプ回路９２を備えている。前置アンプ回路９２は、増幅器Ａ９１を有している。増幅器Ａ９１の入力端子に、受光素子ＰＤの一端が結合されており、受光素子ＰＤの他端は接地されている。増幅器Ａ９１に対して互いに並列に電流電圧変換用の帰還抵抗ＲｆＨ９１・ＲｆＬ９１が設けられている。帰還抵抗ＲｆＨ９１・ＲｆＬ９１のそれぞれの一端は、増幅器Ａ９１の入力端子に共通に接続されている。

受光アンプ回路９１には、ＮＰＮトランジスタＱ９１・Ｑ９２が設けられている。ＮＰＮトランジスタＱ９１・Ｑ９２のそれぞれのゲートは、増幅器Ａ９１の出力端子に共通に接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ９１・Ｑ９２のそれぞれのコレクタは、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ９１のエミッタは、定電流源ＩｃＨ９１の一端に接続されており、定電流源ＩｃＨ９１の他端は接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ９２のエミッタは、定電流源ＩｃＬ９１の一端に接続されており、定電流源ＩｃＬ９１の他端は接地されている。

帰還抵抗ＲｆＨ９１の他端は、ＮＰＮトランジスタＱ９１のコレクタに接続されている。帰還抵抗ＲｆＬ９１の他端は、ＮＰＮトランジスタＱ９２のコレクタに接続されている。

受光アンプ回路９１は、前置アンプ回路９３を備えている。この前置アンプ回路９３は、前置アンプ回路９２と同一の構成を有している。前置アンプ回路９３は、増幅器Ａ９２を有している。増幅器Ａ９２は、受光素子ＰＤと分離されている。

増幅器Ａ９２に対して互いに並列に帰還抵抗ＲｆＨ９２・ＲｆＬ９２が設けられている。帰還抵抗ＲｆＨ９２・ＲｆＬ９２のそれぞれの一端は、増幅器Ａ９２の入力端子に共通に接続されている。

受光アンプ回路９２には、ＮＰＮトランジスタＱ９３・Ｑ９４が設けられている。ＮＰＮトランジスタＱ９３・Ｑ９４のそれぞれのゲートは、増幅器Ａ９２の出力端子に共通に接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ９３・Ｑ９４のそれぞれのコレクタは、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ９３のエミッタは、定電流源ＩｃＨ９２の一端に接続されており、定電流源ＩｃＨ９２の他端は接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ９４のエミッタは、定電流源ＩｃＬ９２の一端に接続されており、定電流源ＩｃＬ９２の他端は接地されている。

帰還抵抗ＲｆＨ９２の他端は、ＮＰＮトランジスタＱ９３のコレクタに接続されている。帰還抵抗ＲｆＬ９２の他端は、ＮＰＮトランジスタＱ９４のコレクタに接続されている。

受光アンプ回路９１には、差動アンプ回路９８が設けられている。差動アンプ回路９８は、差動増幅器Ａ９３を有している。差動増幅器Ａ９３の一方の入力端子は、抵抗Ｒｓ９１を介してスイッチＳＷ９１に接続されている。差動増幅器Ａ９３の一方の入力端子と抵抗Ｒｓ９１との間の接続点に抵抗Ｒｆ９３を介して外部基準電圧が供給される端子が結合されている。差動増幅器Ａ９３の他方の入力端子は、抵抗Ｒｓ９２を介してスイッチＳＷ９２と接続されている。差動増幅器Ａ９３の他方の入力端子と出力端子と間に帰還抵抗Ｒｆ９４が設けられている。

スイッチＳＷ９１は、差動増幅器Ａ９３の一方の入力端子を、ＮＰＮトランジスタＱ９１と帰還抵抗ＲｆＨ９１との間に接続された端子と、ＮＰＮトランジスタＱ９２と帰還抵抗ＲｆＬ９１との間に接続された端子とのいずれかに切り替える。スイッチＳＷ９２は、差動増幅器Ａ９３の他方の入力端子を、ＮＰＮトランジスタＱ９３と帰還抵抗ＲｆＨ９２との間に接続された端子と、ＮＰＮトランジスタＱ９４と帰還抵抗ＲｆＬ９２との間に接続された端子とのいずれかに切り替える。

受光素子ＰＤによりレーザ光信号は電流信号Ｉｓｃに変換され，その電流信号Ｉｓｃは、帰還抵抗ＲｆＨ９１によって電流電圧変換されて増幅される。図９に示す前置アンプ回路９２の出力回路は、ＮＰＮトランジスタＱ９１と定電流源ＩｃＨ９１とから構成されるエミッタフォロワ回路である。

前置アンプ９２により電流電圧変換された信号は、後段の差動アンプ回路９８によって、（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）倍されて電気信号Ｖｏとして出力される。この時、前置アンプ回路９２の定電流源ＩｃＬ９１は動作しておらず、定電流源ＩｃＨ９１に接続されて帰還抵抗ＲｆＨ９１とＮＰＮトランジスタＱ９１と増幅器Ａ９１とによって構成されるループのみが動作しており、定電流源ＩｃＬ９１に接続されて帰還抵抗ＲｆＬ９１とＮＰＮトランジスタＱ９２と増幅器Ａ９１とによって構成されるループは動作していない。

ここでは２つの感度（ゲイン）を設けた例を示しているが，定電流源に接続された帰還抵抗、トランジスタ及び増幅器Ａ９１によって構成される帰還ループを増やしていけば，３つ以上の感度（ゲイン）を構成できる。
特開２００３−１８７４８４号公報（平成１５年７月４日（２００３．７．４）公開）

録再用光ピックアップ装置は，データ書込み時には２００ｍＷ以上のレーザ光を照射して光ディスク上にピットを形成し、データ再生時には２０ｍＷ程度の小さなレーザ光を照射して光ディスク上のデータを光反射率の変化として読み出している。このように、データ書込み時とデータ再生時とでは約１０倍程度光パワーの差が有る。更にＲＯＭディスク、ＲＡＭディスク、±Ｒディスク及び±ＲＷディスクなど各メディアにおいても、光ディスクの反射率が約１〜８倍程度異なる。従って、光ピックアップ装置の受光アンプ回路に入射されるレーザ光の光量は、データ書込み時とデータ再生時、及び光ディスクの種類に応じて大きく変動する。

このため，受光アンプ回路においては、入射光量の変動幅に応じて，複数の感度（ゲイン）を切り換えることにより、入射されるレーザー光の光量の変動に対応している。データ書き込み時にはレーザの光量は大きいため、受光アンプ回路の感度（ゲイン）は小さい感度（ゲイン）に切り替えられる。また、データ再生時にはレーザの光量は小さいため、受光アンプ回路の感度（ゲイン）は大きい感度（ゲイン）に切り替えられる。

図９に示す受光アンプ回路９１の感度（ゲイン）は、前置アンプ回路９２の帰還抵抗ＲｆＨ９１が後段差動アンプ回路９８により、（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）倍されることによって決定される。ＲＡＭディスクなどの反射率の小さい光ディスクを再生する場合には、受光アンプ回路の感度は非常に大きくする必要があるため、受光アンプ回路９１のゲイン抵抗（ＲｆＨ９１×Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）も大きくなる。

抵抗ＲｆＨ９１・Ｒｆ９４の抵抗値が大きくなると、受光アンプ回路９１自身のノイズも大きくなるため、受光アンプ回路９１の出力信号ＶｏのＳ／Ｎ比が非常に悪くなる。受光アンプ回路９１自身のノイズは主に熱ノイズが支配的であり、受光アンプ回路９１における熱ノイズは、
｛４ｋ（ＲｆＨ９１）Ｔ（Δｆ）｝^１／２×Ｒｆ９４／Ｒｓ９２
で表される。

このような受光アンプ回路９１の熱ノイズを低減するためには、前置アンプ回路９２の帰還抵抗ＲｆＨ９１を小さくするか、もしくは、後段の差動アンプ回路９８のゲイン（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）を小さくする必要がある。上記式に示されるように、この前置アンプ回路９２の帰還抵抗ＲｆＨ９１は、熱ノイズに対して平方根（ルート）で寄与するが、後段の差動アンプ回路９８のゲイン（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）は熱ノイズを（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）倍する。従って、熱ノイズを低減するためには、差動アンプ回路９８のゲイン（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）の方を小さくする方が有効である。

従来の受光アンプ回路９１においては、後段の差動アンプ回路９８のゲイン（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）は１以上に設定されていた。この従来回路において差動アンプ回路９８のゲイン（Ｒｆ９４／Ｒｓ９２）を１未満に小さくすると、この受光アンプ回路の出力電圧範囲（ダイナミックレンジ）が、１以上の場合に比べて、小さくなってしまうという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力電圧範囲（ダイナミックレンジ）を狭めずに、熱ノイズを低減して出力信号のＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる受光アンプ回路及び光ピックアップ装置を提供することにある。

本発明に係る受光アンプ回路は、上記課題を解決するために、受光素子が接続される電圧並列帰還型の第１前置アンプ回路と、前記受光素子と分離されて前記第１前置アンプ回路と同一型の第２前置アンプ回路と、前記第１前置アンプ回路と前記第２前置アンプ回路との出力電圧差を増幅する差動アンプ回路とを備えており、前記第１前置アンプ回路及び前記第２前置アンプ回路は、増幅器と、前記増幅器に対して互いに並列に設けられた複数個の帰還抵抗とをそれぞれ有しており、前記複数個の帰還抵抗の一端が、前記増幅器の入力端子に共通に接続されている受光アンプ回路であって、前記差動アンプ回路の増幅率は、１未満であり、前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と前記増幅器の出力端子とに結合されて前記増幅器からの出力電圧範囲を拡大して前記差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を前記第１前置アンプ回路に設けたことを特徴とする。

この特徴によれば、第１前置アンプ回路の複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と増幅器の出力端子とに結合されて増幅器からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を第１前置アンプ回路に設けたので、第１前置アンプ回路の増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。このため、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減して出力信号のＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、簡単な構成によって、第１前置アンプ回路の増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲を拡大することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の残りの他端と前記増幅器の出力端子とに結合されて前記増幅器からの出力電圧を前記差動アンプ回路に供給するための出力回路を前記第１アンプ回路に設けることが好ましい。

上記構成によれば、ＲＡＭディスク等の低反射ディスクに記録された情報を再生する場合は、出力電圧拡大回路から出力電圧を差動アンプ回路に供給し、通常の光ディスクの再生時及び光ディスクへの記録時には、出力回路から差動アンプ回路に出力電圧を供給するように、出力電圧拡大回路からの出力と出力回路からの出力とを切り替えることができる。このため、光ディスクの反射率及び記録時か再生時かに応じて、第１前置アンプ回路のゲインを切り替えることができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記出力回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、簡単な構成によって、増幅器からの出力電圧を差動アンプ回路に供給する出力回路を構成することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記出力電圧拡大回路と前記出力回路とを前記第２前置アンプ回路に設け、前記差動アンプは、前記第１前置アンプ回路に設けた出力電圧拡大回路と前記第２前置アンプ回路に設けた出力電圧拡大回路とに結合された第１差動増幅器と、前記第１前置アンプ回路に設けた出力回路と前記第２前置アンプ回路に設けた出力回路とに結合された第２差動増幅器とを有しており、前記第１差動増幅器の増幅率は、１未満であり、前記第２差動増幅器の増幅率は、１以上であることが好ましい。

上記構成によれば、光ディスクへのデータ書込み時等レーザの光量が非常に大きい場合と、光ディスクからの再生時等レーザの光量が小さい場合とで、第１前置アンプ回路に設けた出力回路と第２差動増幅器とを組み合わせた経路と、出力電圧拡大回路と第１差動増幅器とを組み合わせた経路とを切り替えることができる。

レーザの光量が非常に大きい場合には、出力回路に結合された帰還抵抗に大きな電流が流れるため、出力回路をＮＰＮトランジスタによるエミッタフォロワ回路で構成し、回路規模の増大を防止しようとすると、第１前置アンプ回路の出力電圧範囲が狭くなるが、第２差動増幅器の増幅率を１以上に大きくすることにより、出力電圧範囲が狭くなることを防止することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の少なくとも前記１つの抵抗値は、前記複数個の帰還抵抗の前記残りの抵抗値よりも大きいことが好ましい。

上記構成によれば、レーザ光量が小さい再生時等における小電流を、大きいゲインにより増幅することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第２前置アンプ回路に設けた増幅器は、トランジスタによって構成されており、前記トランジスタのコレクタとグランドとの間にコンデンサを設けることが好ましい。

上記構成によれば、高周波側のノイズを低減することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第２前置アンプ回路に設けた増幅器は、トランジスタによって構成されており、前記トランジスタのコレクタと前記トランジスタのベースとの間にコンデンサを設けることが好ましい。

上記構成によれば、より小さいコンデンサにより、トランジスタのコレクタとグランドとの間に設けるコンデンサと同様の効果が得られるため、回路規模を縮小することができ、コストを削減することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第１前置アンプ回路、前記第２前置アンプ回路及び差動アンプ回路は、同一のＰ型半導体基板上に形成されており、前記受光素子は、グランドと前記第１前置アンプ回路とに接続されており、前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、光入射信号に対して正出力する受光アンプ回路を得ることができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記第１前置アンプ回路、前記第２前置アンプ回路及び差動アンプ回路は、同一のＮ型半導体基板上に形成されており、前記受光素子は、電源電圧が印加される端子と前記第１前置アンプ回路とに接続されており、前記出力電圧拡大回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、光入射信号に対して負出力する受光アンプ回路を得ることができる。

本発明に係る他の受光アンプ回路は、受光素子が接続される電圧並列帰還型の前置差動アンプ回路と、前記前置差動アンプ回路の出力電圧と第１基準電圧との間の差を増幅する差動アンプ回路とを備えており、前記前置差動アンプ回路は、差動増幅器と、前記差動増幅器に対して互いに並列に設けられた複数個の帰還抵抗とをそれぞれ有しており、前記複数個の帰還抵抗の一端が、前記差動増幅器の入力端子の一方に共通に接続されている受光アンプ回路であって、前記差動アンプ回路の増幅率は、１未満であり、前記複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と前記差動増幅器の出力端子とに結合されて前記差動増幅器からの出力電圧範囲を拡大して前記差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を設けたことを特徴とする。

この特徴によれば、複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と差動増幅器の出力端子とに結合されて差動増幅器からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を設けたので、前置差動アンプ回路の差動増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。このため、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減してＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記差動増幅器は、抵抗を介して第２基準電圧を受け取る他方の入力端子を有しており、前記差動増幅器の前記他方の入力端子と前記抵抗との間の接続点にコンデンサの一端を接続し、前記コンデンサの他端を接地することが好ましい。

上記構成によれば、差動増幅器の高周波側のノイズをコンデンサにより低減することができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記前置差動アンプ回路及び前記差動アンプ回路は、同一のＰ型半導体基板上に形成されており、前記受光素子は、グランドと前記前置差動アンプ回路とに接続されており、前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、光入射信号に対して正出力する受光アンプ回路を得ることができる。

本発明に係る受光アンプ回路では、前記前置差動アンプ回路及び前記差動アンプ回路は、同一のＮ型半導体基板上に形成されており、前記受光素子は、電源電圧が印加される端子と前記第１前置差動アンプ回路とに接続されており、前記出力電圧拡大回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含むことが好ましい。

上記構成によれば、光入射信号に対して負出力する受光アンプ回路を得ることができる。

本発明に係る光ピックアップ装置は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射して光ディスクによって反射されたレーザ光を光電変換して増幅するために設けられた本発明に係る受光アンプ回路とを備えたことを特徴とする。

この特徴によれば、受光アンプ回路に、複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と差動増幅器の出力端子とに結合されて差動増幅器からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を設けたので、前置差動アンプ回路の差動増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。このため、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減してＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る光ピックアップ装置では、前記光ディスクは、低反射型光ディスクを含み、前記低反射型光ディスクによって反射されたレーザ光を光電変換して増幅するときは、前記複数個の帰還抵抗の少なくとも前記１つに結合された前記出力電圧拡大回路から出力される出力電圧が前記差動アンプ回路に供給されることが好ましい。

上記構成によれば、低反射型光ディスクからのレーザ光を光電変換し、帰還抵抗の値を大きくして大きなゲインで増幅するときに、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減してＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る受光アンプ回路は、第１前置アンプ回路の複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と増幅器の出力端子とに結合されて増幅器からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を第１前置アンプ回路に設けている。

このため、第１前置アンプ回路の増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。このため、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減して出力信号のＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る他の受光アンプ回路は、複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と差動増幅器の出力端子とに結合されて差動増幅器からの出力電圧範囲を拡大して差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を設けている。

このため、前置差動アンプ回路の差動増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。従って、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減してＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明に係る光ピックアップ装置は、本発明に係る受光アンプ回路を備えている。このため、前置差動アンプ回路の差動増幅器から差動アンプ回路に供給される出力電圧の範囲が拡大される。このため、受光アンプ回路における熱ノイズを小さくするために、差動アンプ回路の増幅率を１未満にしても、差動アンプ回路の出力電圧範囲は狭くならない。その結果、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減してＳ／Ｎ比の悪化を防止することができる。

本発明の実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の受光アンプ回路１ａの構成を示す回路図である。受光アンプ回路１ａは、前置アンプ回路２を備えている。前置アンプ回路２は、増幅器Ａ１を有している。増幅器Ａ１の入力端子に、受光素子ＰＤの一端が結合されており、受光素子ＰＤの他端は接地されている。増幅器Ａ１に対して互いに並列に電流電圧変換用の帰還抵抗ＲｆＨ１・ＲｆＬ１が設けられている。帰還抵抗ＲｆＨ１・ＲｆＬ１のそれぞれの一端は、増幅器Ａ１の入力端子に共通に接続されている。

前置アンプ回路２には、エミッタフォロワ回路４が設けられている。エミッタフォロワ回路４は、ＰＮＰトランジスタＱ１と定電流源ＩｃＨ１とを含んでいる。ＰＮＰトランジスタＱ１のゲートは、増幅器Ａ１の出力端子に結合されている。ＰＮＰトランジスタＱ１のコレクタは、帰還抵抗ＲｆＨ１の他端と定電流源ＩｃＨ１の一端とに結合されている。定電流源ＩｃＨ１の他端は、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに結合されている。ＰＮＰトランジスタＱ１のエミッタは、接地されている。

前置アンプ回路２は、エミッタフォロワ回路６を有している。エミッタフォロワ回路６は、ＮＰＮトランジスタＱ２と定電流源ＩｃＬ１とを含んでいる。ＮＰＮトランジスタＱ２のゲートは、増幅器Ａ１の出力端子に結合されている。ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタは、帰還抵抗ＲｆＬ１の他端と、定電流源ＩｃＬ１の一端とに接続されており、定電流源ＩｃＬ１の他端は接地されている。

受光アンプ回路１ａは、前置アンプ回路３を備えている。この前置アンプ回路３は、前置アンプ回路２と同一の構成を有している。前置アンプ回路３は、増幅器Ａ２を有している。増幅器Ａ２は、受光素子ＰＤと分離されている。

増幅器Ａ２に対して互いに並列に帰還抵抗ＲｆＨ２・ＲｆＬ２が設けられている。帰還抵抗ＲｆＨ２・ＲｆＬ２のそれぞれの一端は、増幅器Ａ２の入力端子に共通に接続されている。

前置アンプ回路３には、エミッタフォロワ回路５が設けられている。エミッタフォロワ回路５は、ＰＮＰトランジスタＱ３と定電流源ＩｃＨ２とを含んでいる。ＰＮＰトランジスタＱ３のゲートは、増幅器Ａ２の出力端子に結合されている。ＰＮＰトランジスタＱ３のコレクタは、帰還抵抗ＲｆＨ２の他端と定電流源ＩｃＨ２の一端とに結合されている。定電流源ＩｃＨ２の他端は、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに結合されている。ＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタは、接地されている。

前置アンプ回路３は、エミッタフォロワ回路７を有している。エミッタフォロワ回路７は、ＮＰＮトランジスタＱ４と定電流源ＩｃＬ２とを含んでいる。ＮＰＮトランジスタＱ４のゲートは、増幅器Ａ２の出力端子に結合されている。ＮＰＮトランジスタＱ４のエミッタは、帰還抵抗ＲｆＬ２の他端と、定電流源ＩｃＬ２の一端とに接続されており、定電流源ＩｃＬ２の他端は接地されている。

受光アンプ回路１ａには、差動アンプ回路８ａが設けられている。差動アンプ回路８ａは、差動増幅器Ａ３を有している。差動増幅器Ａ３の一方の入力端子は、抵抗Ｒｓ１を介してスイッチＳＷ１に接続されている。差動増幅器Ａ３の一方の入力端子と抵抗Ｒｓ１との間の接続点に抵抗Ｒｆ３を介して、外部基準電圧が供給される端子が結合されている。差動増幅器Ａ３の他方の入力端子は、抵抗Ｒｓ２を介してスイッチＳＷ２と接続されている。差動増幅器Ａ３の他方の入力端子と出力端子と間に帰還抵抗Ｒｆ４が設けられている。差動アンプ回路８ａのゲインは、１未満に小さくされている。

スイッチＳＷ１は、差動増幅器Ａ３の一方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ１と帰還抵抗ＲｆＨ１との間に接続された端子と、ＮＰＮトランジスタＱ２と帰還抵抗ＲｆＬ１との間に接続された端子とのいずれかに切り替える。スイッチＳＷ２は、差動増幅器Ａ３の他方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ３と帰還抵抗ＲｆＨ２との間に接続された端子と、ＮＰＮトランジスタＱ４と帰還抵抗ＲｆＬ２との間に接続された端子とのいずれかに切り替える。

ＲＡＭディスク再生時などアンプのノイズが問題となる場合には、スイッチＳＷ１は、差動増幅器Ａ３の一方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ１と帰還抵抗ＲｆＨ１との間に接続された端子に接続し、スイッチＳＷ２は、差動増幅器Ａ３の他方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ３と帰還抵抗ＲｆＨ２との間に接続された端子に接続する。レーザ光の光量が非常に大きいデータ書込み時においては、スイッチＳＷ１は、差動増幅器Ａ３の一方の入力端子を、ＮＰＮトランジスタＱ２と帰還抵抗ＲｆＬ１との間に接続された端子に接続し、スイッチＳＷ２は、差動増幅器Ａ３の他方の入力端子を、ＮＰＮトランジスタＱ４と帰還抵抗ＲｆＬ２との間に接続された端子に接続する。

このように、前置アンプ回路２は、ＰＮＰトランジスタＱ１により構成されるエミッタフォロワ回路４と、ＮＰＮトランジスタＱ２により構成されるエミッタフォロワ回路６という形式の異なる出力回路を備えている。

図９に示す従来の受光アンプ回路９１において、前述したように熱ノイズを低減するために後段の差動アンプ回路９８のゲインを１未満に小さくすると、１以上に設定した場合に比べて、受光アンプ回路９１の出力電圧範囲が狭くなるという問題を生じる。図１に示す受光アンプ回路１ａは、この問題を解決する。

受光アンプ回路１ａの前置アンプ回路２は、ＮＰＮトランジスタＱ２から構成される出力回路（エミッタフォロワ回路６）とＰＮＰトランジスタＱ１から構成される出力回路（エミッタフォロワ回路４）とを備えている。

ＲＡＭディスク再生時などアンプのノイズが問題となる場合には、スイッチＳＷ１により、差動増幅器Ａ３の一方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ１と帰還抵抗ＲｆＨ１との間に接続された端子に接続し、スイッチＳＷ２により、差動増幅器Ａ３の他方の入力端子を、ＰＮＰトランジスタＱ３と帰還抵抗ＲｆＨ２との間に接続された端子に接続して、帰還抵抗ＲｆＨ１、ＰＮＰトランジスタＱ１及び増幅器Ａ１によって構成されるループを使用することにより、受光アンプ回路の出力電圧範囲が狭くなるという問題を解決することができる。

具体的には、図９に示す従来の受光アンプ回路９１では、前置アンプ回路９２の最大出力電圧は、
Ｖｃｃ−（（Ｑ９１トランジスタのＶｂｅ）＋（アンプＡ９１の最大出力電圧））
であったのに対し、図２に示す前置アンプ回路２の帰還抵抗ＲｆＨ１のループにおける最大出力電圧は、
Ｖｃｃ−（定電流源ＩｃＨ１の飽和電圧）
となる。

定電流源ＩｃＨ１は、カレントミラー回路により構成されており、定電流源ＩｃＨ１の飽和電圧は、トランジスタの飽和電圧Ｖｃｅとなる。従って、Ｖｂｅ＞Ｖｃｅなので、
（（Ｑ９１トランジスタのＶｂｅ）＋（アンプＡ９１の最大出力電圧））＞（定電流源ＩｃＨ１の飽和電圧）
となる。したがって、図２に示す前置アンプ回路２の帰還抵抗ＲｆＨ１のループにおける最大出力電圧は、図９に示す前置アンプ回路９２の最大出力電圧よりも大きくなり、受光アンプ回路の出力電圧範囲を拡大することができ、出力電圧範囲が狭くなるという問題を解決することができる。

また、データ書き込み時などレーザの光量が非常に大きい場合に前置アンプ回路２における帰還抵抗ＲｆＬ１のループを使用した時、帰還抵抗ＲｆＬ１の抵抗値は非常に小さく設定されているため、大きな電流が流れる。

このような場合、帰還抵抗ＲｆＬ１に接続されている出力回路が、帰還抵抗ＲｆＨ１で使用したＰＮＰトランジスタＱ１で構成されるエミッタフォロワ回路４であれば、定電流源ＩｃＨ１の能力を増大させる必要が生じ、回路規模が増大して、コストが増大するという問題が生じる。本実施の形態の受光アンプ回路１ａは、帰還抵抗ＲｆＬ１に接続される出力回路をＮＰＮトランジスタＱ２により構成されるエミッタフォロワ回路６とすることにより、回路規模が増大してコストが増大することを防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、出力電圧拡大回路として、ＰＮＰトランジスタＱ１から構成されるエミッタフォロワ回路４を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。増幅器Ａ１からの出力電圧範囲を拡大することができる構成であれば、本発明に適用することができる。

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２の受光アンプ回路１ｂの構成を示す回路図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、これらの詳細な説明は省略する。以降の実施の形態においても同様である。

受光アンプ回路１ｂは、差動アンプ回路８ｂを備えている。差動アンプ回路８ｂには、互いに並列に配置された２個の差動増幅器Ａ３・Ａ４が設けられている。差動増幅器Ａ３の一方の入力端子は、前置アンプ回路２のＰＮＰトランジスタＱ１と定電流源ＩｃＨ１との間の接続点に抵抗ＲｓＨ１を介して結合されている。差動増幅器Ａ３の他方の入力端子は、前置アンプ回路３のＰＮＰトランジスタＱ３と定電流源ＩｃＨ２との間の接続点に抵抗ＲｓＨ２を介して結合されている。差動増幅器Ａ３の一方の入力端子には、外部基準電圧が抵抗ＲｆＨ３を介して供給されている。差動増幅器Ａ３の他方の入力端子と出力端子とには、帰還抵抗ＲｆＨ４が結合されている。差動増幅器Ａ３には、定電流源ＩｃＨ３から定電流が供給される。定電流源ＩｃＨ３と差動増幅器Ａ３との間には、スイッチＳＷＨが設けられている。

差動増幅器Ａ４の一方の入力端子は、前置アンプ回路２のＮＰＮトランジスタＱ２と定電流源ＩｃＬ１との間の接続点に抵抗ＲｓＬ１を介して結合されている。差動増幅器Ａ４の他方の入力端子は、前置アンプ回路３のＮＰＮトランジスタＱ４と定電流源ＩｃＬ２との間の接続点に抵抗ＲｓＬ２を介して結合されている。差動増幅器Ａ４の一方の入力端子には、外部基準電圧が抵抗ＲｆＬ３を介して供給されている。差動増幅器Ａ３の他方の入力端子と出力端子とには、帰還抵抗ＲｆＬ４が結合されている。差動増幅器Ａ４には、定電流源ＩｃＬ３から定電流が供給される。定電流源ＩｃＬ３と差動増幅器Ａ４との間には、スイッチＳＷＬが設けられている。

前置アンプ回路２の帰還抵抗ＲｆＬ１に接続される出力回路６をＮＰＮトランジスタ６によって構成されるエミッタフォロワ回路６としたことにより、受光アンプ回路の出力電圧範囲は従来回路と同様に狭くなってしまうが、図２に示すように後段の差動アンプ回路８ｂの差動増幅器を並列に複数個設け、さらに、前置アンプ回路２が帰還抵抗ＲｆＬ１のループを使用する場合、後段の差動アンプ回路８ｂに設けられた差動増幅器Ａ４のゲインを１以上に設定することにより、受光アンプ回路１ｂの出力電圧範囲が狭くなることを防ぐことができる。

データ書き込み時などレーザ光量が大きい場合には、アンプの信号も大きくなるため、ノイズは問題とならず、後段の差動アンプ回路８ｂのゲインを１以上に設定できる。このようにＲＡＭディスクなどの反射率の小さい光ディスクを再生する場合には、前置アンプ回路２の最も高い帰還抵抗ＲｆＨ１に接続される出力回路をＰＮＰトランジスタＱ１により構成されるエミッタフォロワ回路４とし、後段の差動アンプ回路８ｂに設けられた差動増幅器Ａ３のゲインを１未満に設定することにより、アンプのノイズを低減する。一方、データ書き込み時などレーザ光量が大きく、電流能力を必要とする場合には、前置アンプ回路２の出力回路をＮＰＮトランジスタＱ２により構成されるエミッタフォロワ回路６とし、後段の差動アンプ回路８ｂのゲインを１以上に設定することにより、受光アンプ回路１ｂの出力電圧範囲が狭くなることを防ぐことができる。実施の形態２では、前置アンプ回路２に２個のゲイン（ループ）を設けた例のみを説明したが、本発明はこれに限定されない。これらのループの種類を増やすことにより、光ディスクの種類、再生、書き込み等レーザの光量に応じた３個以上のゲインを設定することが可能となる。

（実施の形態３）
図３は、実施の形態３の受光アンプ回路１ｃの構成を示す回路図である。受光アンプ回路１ｃは、前置アンプ回路の増幅器に接地アンプを用いた例である。

受光アンプ回路１ｃは、前置アンプ回路２ｃを備えている。前置アンプ回路２ｃは、ＮＰＮトランジスタＱ５を有している。ＮＰＮトランジスタＱ５のベースは、受光素子ＰＤと帰還抵抗ＲｆＨ１の一端と帰還抵抗ＲｆＬ１の一端とに結合されている。ＮＰＮトランジスタＱ５のコレクタは、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースとＮＰＮトランジスタＱ２のベースと定電流源Ｉｃ１の一端とに結合されている。定電流源Ｉｃ１の他端は、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ５のエミッタは、接地されている。

受光アンプ回路１ｃは、前置アンプ回路３ｃを備えている。前置アンプ回路３ｃは、ＮＰＮトランジスタＱ６を有している。ＮＰＮトランジスタＱ６のベースは、帰還抵抗ＲｆＨ２の一端と帰還抵抗ＲｆＬ２の一端とに結合されている。ＮＰＮトランジスタＱ６のコレクタは、ＰＮＰトランジスタＱ３のベースとＮＰＮトランジスタＱ４のベースと定電流源Ｉｃ１の一端とに結合されている。定電流源Ｉｃ１の他端は、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ６のエミッタは、接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ６のコレクタには、コンデンサＣｐの一端が結合され、コンデンサＣｐの他端は、接地されている。

受光素子ＰＤによって光電変換された電流信号は、入力段のＮＰＮトランジスタＱ５のベースに入力されて電流増幅され、ＮＰＮトランジスタＱ５のコレクタから出力される。前置アンプ回路２ｃのＰＮＰトランジスタＱ１と帰還抵抗ＲｆＨ１とＮＰＮトランジスタＱ５とによって第１のループが形成され、ＮＰＮトランジスタＱ２と帰還抵抗ＲｆＬ１とＮＰＮトランジスタＱ５とによって第２のループが形成されている。

前置アンプ回路３ｃは、前置アンプ回路２ｃと全く同じ回路を構成し、受光素子ＰＤから分離されている。この前置アンプ回路３ｃにも前置アンプ回路２ｃと同様に熱ノイズが発生している。この前置アンプ回路３ｃに設けられた入力段のＮＰＮトランジスタＱ６のコレクタとグランドとの間にコンデンサＣｐを追加することにより、高周波側のノイズを低減することができる。高周波側とは、前置アンプ回路３ｃの持っている周波数特性の高周波側という意味であり、入力段のＮＰＮトランジスタＱ６の出力インピーダンスとコンデンサＣｐとで決定される応答周波数特性より、高周波側のノイズを低減することができる。

（実施の形態４）
図４は、実施の形態４の受光アンプ回路１ｄの構成を示す回路図である。実施の形態３の図３と異なる点は、コンデンサＣｐの替りにコンデンサＣｐ１を、前置アンプ回路３ｄのＮＰＮトランジスタＱ６のコレクタとベースとの間に設けた点である。これにより、図３の受光アンプ回路１ｃのコンデンサＣｐに比べて容量の小さいコンデンサＣｐ１で、実施の形態３と同じ効果が得られるため、回路規模を縮小することができ、コストを削減することができる。

（実施の形態５）
図５は、実施の形態５の受光アンプ回路１ｅの構成を示す回路図である。受光アンプ回路１ｅは、前置アンプに差動アンプを用いた例である。受光アンプ回路１ｅは、前置差動アンプ回路９を備えている。

前置差動アンプ回路９は、差動増幅器Ａ６を有している。差動増幅器Ａ６には、ＮＰＮトランジスタＱ１３・Ｑ１４が設けられている。ＮＰＮトランジスタＱ１３・Ｑ１４のエミッタは、定電流源ＩｃＨ１の一端に共通に接続されており、定電流源ＩｃＨ１の他端は接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ１４のベースは、帰還抵抗ＲｆＨ１の一端と帰還抵抗ＲｆＬ１の一端と受光素子ＰＤの一端とに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ１４のコレクタは、エミッタフォロワ回路４ａのＰＮＰトランジスタＱ１７のベースと、エミッタフォロワ回路６ａのＮＰＮトランジスタＱ１８のベースと、ＰＮＰトランジスタＱ１６のエミッタとに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ１３のベースには、抵抗ＲｓＨ１を介して外部基準電圧Ｒｅｆ２が供給されている。ＮＰＮトランジスタＱ１３のコレクタは、ＰＮＰトランジスタＱ１５のコレクタとベースとに結合されている。

前置差動アンプ回路９は、差動増幅器Ａ５を有している。差動増幅器Ａ５には、ＮＰＮトランジスタＱ１１・Ｑ１２が設けられている。ＮＰＮトランジスタＱ１１・Ｑ１２のエミッタは、定電流源ＩｃＬ１の一端に共通に接続されており、定電流源ＩｃＬ１の他端は接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ１２のベースは、帰還抵抗ＲｆＨ１の一端と帰還抵抗ＲｆＬ１の一端と受光素子ＰＤの一端とに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ１２のコレクタは、エミッタフォロワ回路４ａのＰＮＰトランジスタＱ１７のベースと、エミッタフォロワ回路６ａのＮＰＮトランジスタＱ１８のベースと、ＰＮＰトランジスタＱ１６のエミッタとに接続されている。ＮＰＮトランジスタＱ１１のベースには、抵抗ＲｓＬ１を介して外部基準電圧Ｒｅｆ２が供給されている。ＮＰＮトランジスタＱ１１のコレクタは、ＰＮＰトランジスタＱ１５のコレクタとベースとに結合されている。

ＰＮＰトランジスタＱ１５のベースとコレクタとは、互いに結合され、ＰＮＰトランジスタＱ１５・Ｑ１６のベースは、互いに接続されている。ＰＮＰトランジスタＱ１５のエミッタは、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに抵抗Ｒ１を介して結合されている。ＰＮＰトランジスタＱ１６のコレクタは、電源電圧Ｖｃｃが供給されるラインに抵抗Ｒ２を介して結合されている。

ＮＰＮトランジスタＱ１１のベースと抵抗ＲｓＬ１との間の接続点には、コンデンサＣｐ１の一端が接続され、コンデンサＣｐ１の他端は接地されている。ＮＰＮトランジスタＱ１３のベースと抵抗ＲｓＨ１との間の接続点には、コンデンサＣｐ２の一端が接続され、コンデンサＣｐ２の他端は接地されている。

エミッタフォロワ回路４ａのＰＮＰトランジスタＱ１７のコレクタは、定電流源ＩｃＨ２の一端と帰還抵抗ＲｆＨ１の他端とに結合されており、定電流源ＩｃＨ２の他端は、電源電圧Ｖｃｃのラインに接続されている。ＰＮＰトランジスタＱ１７のエミッタは接地されている。エミッタフォロワ回路６ａのＮＰＮトランジスタＱ１８のエミッタは、帰還抵抗ＲｆＬ１の他端と定電流源ＩｃＬ２の一端とに接続されており、定電流源ＩｃＬ２の他端は、接地されている。

このように、差動アンプの第１入力端子であるＮＰＮトランジスタＱ１４のベースに受光素子ＰＤの一端が接続されるとともに該受光素子ＰＤの他端が接地され、差動アンプの入力端子と出力端子との間（ＮＰＮトランジスタＱ１４のベースとコレクタとの間）に受光素子ＰＤからの光電流を電圧に変換するための第１の抵抗である帰還抵抗ＲｆＨ１が接続されている。第１入力端子であるＮＰＮトランジスタＱ１４のベースに流れる電流と第１抵抗である帰還抵抗ＲｆＨ１とによって生じるオフセット電圧に対し、同一の電圧を発生させるため第１抵抗と同値の第２抵抗である抵抗ＲｓＨ１を介して外部基準電圧Ｒｅｆ２が差動アンプの第２入力端子であるＮＰＮトランジスタＱ１３のベースに供給される。

差動アンプと外部基準電圧Ｒｅｆ２との出力電圧差をとるための後段の差動アンプ回路８ｂを有する受光アンプ回路１ｅにおいて、後段の差動アンプ回路８ｂの差動増幅器Ａ３の増幅率を１未満とする。

これにより、図３及び図４を参照して前述した接地アンプ構成よりも少ない回路規模により、接地アンプ構成と同様に受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、熱ノイズを低減することができる。

また、ＮＰＮトランジスタＱ１３と抵抗ＲｓＨ１との間に一端が結合されて他端が接地されたコンデンサＣｐ２を設け、ＮＰＮトランジスタＱ１１と抵抗ＲｓＬ１との間に一端が結合されて他端が接地されたコンデンサＣｐ１を設けることにより、差動増幅器Ａ５・Ａ６の高周波側のノイズを低減することができる。

（実施の形態６）
図６は、実施の形態６の受光アンプ回路１ｆの構成を示す回路図である。受光アンプ回路１ｆの受光素子ＰＤの他端は、電源電圧が供給される端子に結合されている。

これまで実施の形態１〜５において説明した受光アンプ回路は、Ｐ型半導体基板の上に形成され、受光素子は、接地電位（ＧＮＤ）と前置アンプ回路の入力端子との間に接続されている。この場合、受光アンプ回路からの出力信号は、光入射信号に対し正出力する。

これに対して図６に示す受光アンプ回路１ｆは、Ｎ型半導体基板の上に形成されており、受光素子ＰＤは、電源電圧（Ｖｃｃ）が供給される端子と前置アンプ回路の入力端子との間に接続されている。この場合、受光アンプ回路からの出力信号は、光入射信号に対し負出力する。また、負出力であるため、受光アンプ回路１ｆは、これまで述べた正出力の動作と全く対称の動作をする。

従って、図２に示す受光アンプ回路１ｂの受光素子ＰＤを、電源電圧（Ｖｃｃ）が供給される端子と前置アンプ回路の入力端子との間に接続した例で説明すると、データ再生時には帰還抵抗ＲｆＬ１に接続されるＮＰＮトランジスタＱ２により構成されるエミッタフォロワ回路６を用い、後段の差動アンプ回路８ｂに設けられた差動増幅器Ａ４のゲインは１未満に設定される。また、データ書き込み時には、帰還抵抗ＲｆＨ１に接続されるＰＮＰトランジスタＱ１により構成されるエミッタフォロワ回路４を用い、後段の差動アンプ回路８ｂに設けられた差動増幅器Ａ３のゲインは１以上に設定される。以上により、受光アンプ回路の出力電圧範囲を狭めることなく、ノイズを低減することができる。

（実施の形態７）
図７は、実施の形態７の受光アンプ回路１ｇの構成を示す回路図である。受光アンプ回路１ｇは、前置アンプ回路２ｇを備えている。前置アンプ回路２ｇは、増幅器Ａ５を有している。増幅器Ａ５の入力端子には、受光素子ＰＤが結合されている。増幅器Ａ５の一方の出力端子と入力端子との間に帰還抵抗Ｒｆ１が設けられている。増幅器Ａ５の他方の出力端子と入力端子との間に帰還抵抗Ｒｆ２が設けられている。

受光アンプ回路１ｇは、前置アンプ回路３ｇを備えている。前置アンプ回路３ｇは、前置アンプ回路２ｇと同一の構成を有しており、受光素子ＰＤからは分離されている。前置アンプ回路３ｇは、増幅器Ａ６を有している。増幅器Ａ６の一方の出力端子と入力端子との間に帰還抵抗Ｒｆ３が設けられている。増幅器Ａ６の他方の出力端子と入力端子との間に帰還抵抗Ｒｆ４が設けられている。

スイッチＳＷ１は、差動増幅器Ａ３の一方の入力端子を、増幅器Ａ５の２個の出力端子のいずれかに接続する。スイッチＳＷ２は、差動増幅器Ａ３の他方の入力端子を、増幅器Ａ６の２個の出力端子のいずれかに接続する。

前述したように、ＲＡＭディスクなどの反射率の小さいディスクを再生する場合、受光アンプ回路の感度は非常に大きくする必要があるため、受光アンプ回路のゲイン抵抗（Ｒｆ１×Ｒｆ４／Ｒｓ２）も大きくしなければならない。抵抗値が大きくなると、受光アンプ回路自身のノイズも大きくなるため、受光アンプ回路の出力信号ＶｏのＳ／Ｎ比が非常に悪くなる。受光アンプ回路のノイズは主に熱ノイズが支配的であり、受光アンプ回路における熱ノイズは、
｛４ｋ（Ｒｆ１）Ｔ（Δｆ）｝^１／２×Ｒｆ４／Ｒｓ２
で表される。受光アンプ回路の熱ノイズを下げるためには、前置アンプ回路２ｇの帰還抵抗Ｒｆ１を小さくするか、もしくは、後段の差動アンプ回路８ａのゲイン（Ｒｆ４／Ｒｓ２）を小さくする必要がある。前置アンプ回路２ｇの帰還抵抗Ｒｆ１は熱ノイズに対し平方根（ルート）で寄与するが、後段の差動アンプ回路８ａのゲイン（Ｒｆ４／Ｒｓ２）は熱ノイズを（Ｒｆ４／Ｒｓ２）倍するため、このゲイン（Ｒｆ４／Ｒｓ２）を１未満に設定する方が有効である。本実施の形態では、後段の差動アンプ回路８ａのゲイン（Ｒｆ４／Ｒｓ２）を１未満に設定することにより、熱ノイズを低減することができる。

本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、光ディスクを再生および／または記録可能な装置に用いられる光ピックアップ装置用の受光アンプ回路および光ピックアップ装置に適用することができる。

本発明の実施の形態１の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態２の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態３の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態４の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態５の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態６の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 本発明の実施の形態７の受光アンプ回路の構成を示す回路図である。 従来技術を示すものであり、光ピックアップ装置の要部構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、光ピックアップ装置に設けられた受光アンプ回路の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ 受光アンプ回路
２、２ｃ、２ｇ 前置アンプ回路
３、３ｃ、３ｇ 前置アンプ回路
４、４ａ エミッタフォロワ回路（出力電圧拡大回路）
５ エミッタフォロワ回路
６、６ａ エミッタフォロワ回路（出力回路）
７ エミッタフォロワ回路
８ａ、８ｂ 差動アンプ回路
９ 前置差動アンプ回路
１０、１１ 差動増幅器
ＰＤ 受光素子
Ｃｐ、Ｃｐ１、Ｃｐ２ コンデンサ
Ａ１、Ａ２ 増幅器
Ａ３ 差動増幅器（第１差動増幅器）
Ａ４ 差動増幅器（第２差動増幅器）
ＲｆＨ１、ＲｆＬ１、ＲｆＨ２、ＲｆＬ２ 帰還抵抗
Ｑ１、Ｑ３ ＰＮＰトランジスタ
Ｑ２、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６ ＮＰＮトランジスタ
Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２ 基準電圧
Ｖｃｃ 電源電圧

Claims (16)

1. 受光素子が接続される電圧並列帰還型の第１前置アンプ回路と、前記受光素子と分離されて前記第１前置アンプ回路と同一型の第２前置アンプ回路と、前記第１前置アンプ回路と前記第２前置アンプ回路との出力電圧差を増幅する差動アンプ回路とを備えており、前記第１前置アンプ回路及び前記第２前置アンプ回路は、増幅器と、前記増幅器に対して互いに並列に設けられた複数個の帰還抵抗とをそれぞれ有しており、前記複数個の帰還抵抗の一端が、前記増幅器の入力端子に共通に接続されている受光アンプ回路であって、
   前記差動アンプ回路の増幅率は、１未満であり、
   前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と前記増幅器の出力端子とに結合されて前記増幅器からの出力電圧範囲を拡大して前記差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を前記第１前置アンプ回路に設けたことを特徴とする受光アンプ回路。
2. 前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項１記載の受光アンプ回路。
3. 前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の残りの他端と前記増幅器の出力端子とに結合されて前記増幅器からの出力電圧を前記差動アンプ回路に供給するための出力回路を前記第１アンプ回路に設けた請求項１記載の受光アンプ回路。
4. 前記出力回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項３記載の受光アンプ回路。
5. 前記出力電圧拡大回路と前記出力回路とを前記第２前置アンプ回路に設け、
   前記差動アンプは、前記第１前置アンプ回路に設けた出力電圧拡大回路と前記第２前置アンプ回路に設けた出力電圧拡大回路とに結合された第１差動増幅器と、
   前記第１前置アンプ回路に設けた出力回路と前記第２前置アンプ回路に設けた出力回路とに結合された第２差動増幅器とを有しており、
   前記第１差動増幅器の増幅率は、１未満であり、
   前記第２差動増幅器の増幅率は、１以上である請求項３記載の受光アンプ回路。
6. 前記第１前置アンプ回路の前記複数個の帰還抵抗の少なくとも前記１つの抵抗値は、前記複数個の帰還抵抗の前記残りの抵抗値よりも大きい請求項３記載の受光アンプ回路。
7. 前記第２前置アンプ回路に設けた増幅器は、トランジスタによって構成されており、
   前記トランジスタのコレクタとグランドとの間にコンデンサを設けた請求項１記載の受光アンプ回路。
8. 前記第２前置アンプ回路に設けた増幅器は、トランジスタによって構成されており、
   前記トランジスタのコレクタと前記トランジスタのベースとの間にコンデンサを設けた請求項１記載の受光アンプ回路。
9. 前記第１前置アンプ回路、前記第２前置アンプ回路及び差動アンプ回路は、同一のＰ型半導体基板上に形成されており、
   前記受光素子は、グランドと前記第１前置アンプ回路とに接続されており、
   前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項１記載の受光アンプ回路。
10. 前記第１前置アンプ回路、前記第２前置アンプ回路及び差動アンプ回路は、同一のＮ型半導体基板上に形成されており、
    前記受光素子は、電源電圧が印加される端子と前記第１前置アンプ回路とに接続されており、
    前記出力電圧拡大回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項１記載の受光アンプ回路。
11. 受光素子が接続される電圧並列帰還型の前置差動アンプ回路と、前記前置差動アンプ回路の出力電圧と第１基準電圧との間の差を増幅する差動アンプ回路とを備えており、前記前置差動アンプ回路は、差動増幅器と、前記差動増幅器に対して互いに並列に設けられた複数個の帰還抵抗とをそれぞれ有しており、前記複数個の帰還抵抗の一端が、前記差動増幅器の入力端子の一方に共通に接続されている受光アンプ回路であって、
    前記差動アンプ回路の増幅率は、１未満であり、
    前記複数個の帰還抵抗の少なくとも１つの他端と前記差動増幅器の出力端子とに結合されて前記差動増幅器からの出力電圧範囲を拡大して前記差動アンプ回路に供給するための出力電圧拡大回路を設けたことを特徴とする受光アンプ回路。
12. 前記差動増幅器は、抵抗を介して第２基準電圧を受け取る他方の入力端子を有しており、
    前記差動増幅器の前記他方の入力端子と前記抵抗との間の接続点にコンデンサの一端を接続し、前記コンデンサの他端を接地した請求項１１記載の受光アンプ回路。
13. 前記前置差動アンプ回路及び前記差動アンプ回路は、同一のＰ型半導体基板上に形成されており、
    前記受光素子は、グランドと前記前置差動アンプ回路とに接続されており、
    前記出力電圧拡大回路は、ＰＮＰトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項１１記載の受光アンプ回路。
14. 前記前置差動アンプ回路及び前記差動アンプ回路は、同一のＮ型半導体基板上に形成されており、
    前記受光素子は、電源電圧が印加される端子と前記第１前置差動アンプ回路とに接続されており、
    前記出力電圧拡大回路は、ＮＰＮトランジスタにより構成されるエミッタフォロワ回路を含む請求項１１記載の受光アンプ回路。
15. レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
    前記半導体レーザ素子から出射して光ディスクによって反射されたレーザ光を光電変換して増幅するために設けられた請求項１記載の受光アンプ回路とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
16. 前記光ディスクは、低反射型光ディスクを含み、
    前記低反射型光ディスクによって反射されたレーザ光を光電変換して増幅するときは、前記複数個の帰還抵抗の少なくとも前記１つに結合された前記出力電圧拡大回路から出力される出力電圧が前記差動アンプ回路に供給される請求項１５に記載の光ピックアップ装置。

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