JP2007272972A - 前段アンプ回路、受光アンプ回路、ならびに光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エミッタ接地増幅回路を用い、複数の受光部を備えた前段アンプ回路、該前段アンプ回路を備えた受光アンプ回路、該受光アンプ回路を備えた光ピックアップ装置を実現する。
【解決手段】本発明の前段アンプ回路１１Ａは、エミッタ接地トランジスタＱ１を用いたエミッタ接地増幅回路１と、エミッタ接地トランジスタＱ２を用いたエミッタ接地増幅回路１Ａと、エミッタ接地トランジスタＱ１、Ｑ２のうち、いずれかのエミッタを接地させるように切り替わることにより、エミッタ接地増幅回路１、１Ａのうち、いずれか１つのみを動作させるエミッタ接地切替スイッチＳＷ１とを備えている。受光アンプ回路１２１は、前段アンプ回路１１Ａを備え、光ピックアップ装置１０１は、受光アンプ回路１２１を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク再生／記録のために用いられる光ピックアップ装置に搭載される受光アンプ回路に関し、特に、該受光アンプ回路に備えられる前段アンプ回路に関するものである。

近年、音声や映像等を記録する光ディスクは、記録容量の増大を目的として、ＣＤ、ＤＶＤ、およびＢＤなどの複数のフォーマットが開発され、これに伴い、光ディスクを駆動する光ディスク駆動装置も上述のような複数のフォーマットの光ディスクに対応することが求められている。そこで、１つのパッケージで２種類の波長のレーザ光を出射する２波長レーザ素子を用いた光ピックアップ装置が開発されている（特許文献１参照）。

図７は、２波長レーザ素子を用いた光ピックアップ装置１０１の光学系の構成を示している。

光ピックアップ装置１０１は、図示のように、２波長レーザダイオード１０３、コリメータレンズ１０４、ビームスプリッタ１０５、対物レンズ１０７、スポットレンズ１０８、および受光アンプ素子１１０を備えている。

記録再生用光源としての発光素子である２波長レーザダイオード１０３より出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０４において平行光とされ、ビームスプリッタ１０５において光路が９０°曲げられた後、対物レンズ１０７を介して、光ディスク１０２に照射される。そして、光ディスク１０２からの反射光は、対物レンズ１０７およびビームスプリッタ１０５を介して、スポットレンズ１０８で集光され、受光アンプ素子１１０に入射される。受光アンプ素子１１０は、入射した光信号から、情報信号を再生するとともに、トラッキングサーボ信号やフォーカシングサーボ信号を作成し、図示しない信号処理回路や制御回路などへ出力する。

ところで、２波長レーザダイオード１０３は、光ディスク１０２の種類に応じて、２種類の波長のレーザ光を出射する（ここでは、波長が７８０ｎｍのＣＤ用レーザ光と、波長が６５０ｎｍのＤＶＤ用レーザ光を出射する）。２波長レーザダイオード１０３における各レーザ光の発光点は約１００μｍの間隔で離れている。光ピックアップ装置１０１では、レーザ光に依らず共通の光学系を用いるため、受光アンプ素子１１０に照射される各レーザ光の位置は、２波長レーザダイオード１０３内の発光位置と同様に約１００μｍ離れた場所に照射される。従って、２波長レーザダイオードを用いる場合は、受光アンプ素子に、各レーザ光用の受光部、ここでは、ＣＤ用およびＤＶＤ用の２箇所の受光部を設ける必要がある。

図８は、受光アンプ素子１１０の受光部を示している。上述のように、各レーザ光用の受光部（ＤＶＤ用受光部１１０ＡおよびＣＤ用受光部１１０Ｂ）を設けている。将来、３波長レーザダイオードなどが開発された場合は、当然、受光部は３箇所必要となる。なお、図示のように、受光部には、情報信号用のメイン受光部とトラッキングサーボ信号用のサブ受光部とがある。

図９は、受光アンプ素子１１０に備えられる受光アンプ回路１２１の構成を示している。受光アンプ回路１２１は、図示のように、前段アンプ回路１２２および後段アンプ回路１２３により構成されている。

前段アンプ回路１２２は、ここでは、２つのメイン受光部ａ（ＤＶＤ用受光部）、Ａ（ＣＤ用受光部）、およびメイン受光部ａ、Ａのいずれかの出力を後段アンプ回路１２３に与える出力切替スイッチＳ１を備えている。

メイン受光部ａは、フォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ１で発生した電流を電圧に変換して出力する、アンプＡ１、帰還抵抗Ｒ１、および帰還容量Ｃ１により構成されたトランスインピーダンス型増幅回路とを備えている。フォトダイオードＰＤ１のアノードはＧＮＤに接続されており、カソードはアンプＡ１の入力端子に接続されている。また、アンプＡ１に並列に、帰還抵抗Ｒ１および帰還容量Ｃ１が接続され、アンプ回路Ａ１の出力端子が出力切替スイッチＳ１に接続されている。

メイン受光部Ａは、メイン受光部ａと同様な構成を有し、フォトダイオードＰＤ２と、フォトダイオードＰＤ２で発生した電流を電圧に変換して出力する、アンプＡ２、帰還抵抗Ｒ２、および帰還容量Ｃ２により構成されたトランスインピーダンス型増幅回路とを備えている。フォトダイオードＰＤ２のアノードはＧＮＤに接続されており、カソードはアンプＡ２の入力端子に接続にされている。また、アンプ回路Ａ２に並列に、帰還抵抗Ｒ２および帰還容量Ｃ２が接続され、アンプ回路Ａ２の出力端子が出力切替スイッチＳ１に接続されている。

後段アンプ回路１２３は、アンプＡ３および抵抗Ｒ３〜Ｒ５を備えている。

アンプＡ３の一方の入力端子には、抵抗Ｒ３の一端が接続され、その他端には、出力切替スイッチＳ１が接続されている。アンプＡ３の一方の入力端子と抵抗Ｒ３の一端との接続点には、抵抗Ｒ４の一端が接続され、その他端には、外部から基準電圧が与えられる端子が接続されている。アンプＡ３の他方の入力端子には、抵抗Ｒ５を介してアンプＡ３の出力端子が接続されている。アンプＡ３の出力端子が受光アンプ回路１２１の出力端子である。

２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射されると、光ディスク１０２での反射光はメイン受光部ａに入力され、メイン受光部ａで電流―電圧変換される。このとき、出力切替スイッチＳ１は、メイン受光部ａの出力を後段アンプ回路１２３に与えるように切り替えられており、これにより、メイン受光部ａの出力が後段アンプ回路１２３に与えられ、後段アンプ回路１２３でさらに増幅されて出力される。

一方、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射される場合は、メイン受光部Ａに光ディスク１０２での反射光が入力され、電流―電圧変換される。メイン受光部Ａの出力は、メイン受光部Ａの出力を後段アンプ回路１２３に与えるように切り替えられた出力切替スイッチＳ１を介して後段アンプ回路１２３に与えられ、後段アンプ回路１２３でさらに増幅されて出力される。

ここで、メイン受光部ａのアンプＡ１は、具体的には、フォトダイオードＰＤ１の出力と外部から供給される基準電圧との差分を増幅して出力する差動増幅回路で構成されている。メイン受光部ＡのアンプＡ２も同様に、フォトダイオードＰＤ２の出力と外部から供給される基準電圧との差分を増幅して出力する差動増幅回路で構成されている。
特開２００４−２２０５１号公報（２００４年１月２２日公開） 特開２００１−２０２６４６号公報（２００１年７月２７日公開）

ところで、上述の２波長レーザダイオード対応の受光アンプ回路１２１を、高速再生／記録用の光ピックアップ装置に備えるためには、応答周波数特性、出力オフセット電圧、および出力ノイズ特性の向上が求められる。この上記各特性の向上のためには、従来、差動増幅回路により構成していたアンプＡ１、Ａ２をエミッタ接地増幅回路により構成することが有効である。その理由について、説明する。

まず、図１０を用いて、応答周波数特性について説明する。

図１０は、アンプＡ１、Ａ２のそれぞれの応答周波数特性を示している。なお、アンプＡ１、Ａ２のそれぞれの応答周波数特性は、以下の式（１）によって決定される。

ｆｃ＝１／（２πＲＣ）（Ｈｚ） （１）
上記式（１）のＲは、帰還抵抗Ｒ１（または帰還抵抗Ｒ２）であり、上記式（１）のＣは、帰還容量Ｃ１（または帰還容量Ｃ２）である。また、図中の帰還回路とは、アンプＡ１では、帰還抵抗Ｒ１および帰還容量Ｃ１であり、アンプＡ２では、帰還抵抗Ｒ２および帰還容量Ｃ２である。

図示のように、アンプＡ１、Ａ２でそれぞれ異なる応答周波数特性を有しているため、帰還による限界応答周波数はそれぞれ周波数ｆ１、ｆ２となる。

ここで、アンプＡ１の応答周波数特性を向上させるために、帰還容量Ｃ１を小さく設定したとする。しかしながら、アンプＡ１は、差動増幅回路により構成されているため、ある周波数以上の応答を得ることはできない（オープンループ時の応答周波数特性が遅いため）。なお、アンプＡ２においても同様である。そのため、受光アンプ回路１２１の応答周波数特性を向上するためには、帰還抵抗Ｒ１（または帰還抵抗Ｒ２）を小さく設定するか、アンプのオープンループ時の応答周波数特性を向上させることが求められる。

次に、出力オフセット電圧について説明する。まず、出力オフセット電圧とは、受光部に入力信号がないとき（光ディスク１０２での反射光が入射されないとき）の出力電圧のことである。

出力オフセット電圧は、後段アンプ回路１２３に外部から与えられる基準電圧値と一致するのが理想的であるが、前段アンプ回路１２２には、製造ばらつきなどによりオフセット電圧が生じる。受光アンプ回路１２１の出力オフセット電圧は、前段アンプ回路１２２の上記オフセット電圧が後段アンプ回路１２３で増幅された電圧となる。そのため、出力オフセット電圧のバラツキ抑制のためには、後段アンプ回路１２３のゲインの低減が有効である。

次に、出力ノイズ特性について説明する。出力ノイズ特性も上記出力オフセット電圧特性と同様に、前段アンプ回路１２２で発生したノイズを後段アンプ回路１２３で増幅するため、後段アンプ回路１２３のゲインの低減が有効である。

以上のように、受光アンプ回路１２１の上記各特性を向上させるためには、前段アンプ回路１２２に備えられるアンプのオープンループ時の応答周波数特性の向上と、後段アンプ回路１２３のゲインに対して、極力前段アンプ回路１２２のゲインを大きく設定することとが求められる。

ところで、エミッタ接地増幅回路は、オープンループ時の応答周波数特性が速く、出力ダイナミックレンジが広いという特性を有している。そのため、上記各特性の向上のためには、前段アンプ回路１２２のアンプをエミッタ接地増幅回路を用いて構成することが有効である。

図１１は、実際に、前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成した場合の回路例を示している。

前段アンプ回路５は、フォトダイオードＰＤ１（受光素子）、エミッタ接地増幅回路１、エミッタ接地増幅回路１の能動負荷およびバイアス回路２、エミッタフォロア回路で構成される出力回路３、帰還抵抗Ｒ３１、および帰還容量Ｃ３１により構成されている。

エミッタ接地増幅回路１は、ＮＰＮ型のトランジスタ（エミッタ接地トランジスタ）Ｑ１を備えている。エミッタ接地増幅回路１の能動負荷およびバイアス回路２は、ＰＮＰ型のトランジスタＱ３、Ｑ５、抵抗Ｒ１、Ｒ２、および定電流源Ｉ２を備えている。出力回路３は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ４および定電流源Ｉ１を備えている。

エミッタ接地増幅回路１の能動負荷およびバイアス回路２は、トランジスタＱ３のベースとトランジスタＱ５のベースとが接続され、トランジスタＱ５のベースとコレクタとが接続されている。トランジスタＱ５のコレクタには、定電流源Ｉ２が接続されている。

トランジスタＱ３のエミッタには、抵抗Ｒ２の一端が接続され、トランジスタＱ５のエミッタには、抵抗Ｒ１の一端が接続されている。抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２のそれぞれの他端は、電源Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。

フォトダイオードＰＤ１のアノードはＧＮＤに接続されており、カソードはトランジスタＱ１のベースに接続されている。トランジスタＱ１のコレクタは、トランジスタＱ３のコレクタに接続されている。トランジスタＱ３のコレクタは、トランジスタＱ４のベースに接続されている。

トランジスタＱ４のコレクタは、電源Ｖｃｃに接続されており、エミッタは、定電流源Ｉ１に接続されている。トランジスタＱ４のエミッタとトランジスタＱ１のベースとの間には、帰還抵抗Ｒ３１、および、帰還抵抗Ｒ３１に並列に接続された帰還容量Ｃ３１が接続されている。トランジスタＱ１のベースが前段アンプ回路５の入力端子であり、トランジスタＱ４のエミッタが前段アンプ回路５の出力端子Ｖｏである。

ところで、上述のようなエミッタ接地増幅回路で構成した前段アンプ回路５を、上記従来技術で示した、２波長レーザダイオード対応の受光アンプ回路１２１の前段アンプ回路１２２として備えるためには、受光部を２箇所設ける必要がある。このためには、図１１中の一点鎖線で囲まれた回路を複数備える必要がある。その場合、素子数の増大が大きな問題となる。

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、前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成し、複数の受光部を備えた場合でも、回路を構成する素子数を最小限に抑えることができる前段アンプ回路、該前段アンプ回路を備えた受光アンプ回路、該受光アンプ回路を備えた光ピックアップ装置を実現することにある。

本発明に係る前段アンプ回路は、上記課題を解決するために、いずれか１つのみに光信号が入射され、入射された光信号を電流に変換して出力する複数の受光素子と、上記受光素子の出力電流を増幅して出力する、上記受光素子毎に１つずつ設けられたエミッタ接地トランジスタを用いた複数のエミッタ接地増幅回路と、上記光信号が入射された受光素子に接続されているエミッタ接地トランジスタのエミッタを接地させるように切り替わることにより、上記複数のエミッタ接地増幅回路うち、１つのエミッタ接地増幅回路のみ動作させる第１スイッチと、上記複数のエミッタ接地増幅回路の能動負荷と、上記複数のエミッタ接地増幅回路の出力を入力とし、エミッタフォロワによる出力を行う出力回路とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る前段アンプ回路は、第１スイッチを備えている。該第１スイッチは、複数のエミッタ接地増幅回路のうち、１つのエミッタ接地増幅回路のみ動作させることができる。これにより、上記複数のエミッタ接地増幅回路で、動作が重なる回路がない。従って、上記複数のエミッタ接地増幅回路で、能動負荷および出力回路を共有することができる。この結果、前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成し、複数の受光部を備えた場合でも、回路を構成する素子数を最小限に抑えることができる前段アンプ回路を実現することができるという効果を奏する。

また、例えば、上記受光素子が２つであり、それぞれを第１受光素子、第２受光素子とする。また、上記第１受光素子に接続されたエミッタ接地増幅回路を第１エミッタ接地増幅回路、上記第２受光素子に接続されたエミッタ接地増幅回路を第２エミッタ接地増幅回路とする。

ここで、上記第１受光素子に上記光信号が入射されていると共に、上記第２受光素子に、不必要な迷光が入射されているとする。このとき、上記第１スイッチは、上記第１エミッタ接地増幅回路に備えられているエミッタ接地トランジスタのエミッタを接地させるように切り替わり、上記第１エミッタ接地増幅回路のみを動作させる。すなわち、上記第２エミッタ接地増幅回路は動作しない。この結果、上記第２受光素子に入射している不必要な迷光は、上記光信号に基づく前段アンプ回路の出力に影響しない。

これにより、上記の効果に加えて、上記光信号が入射された受光素子以外の受光素子に不必要な迷光等が照射されていたとしても、上記光信号に基づくの出力のみを上記前段アンプ回路から出力させることができるという効果も奏する。

ところで、例えば、上記第１スイッチが、機械的スイッチで構成されている場合、上記前段アンプ回路は、ＩＣ（集積回路）化できない。

そこで、本発明に係る前段アンプ回路は、上記構成に加えて、上記第１スイッチは、電気的スイッチであることが好ましい。

上記構成によれば、上記第１スイッチは電気的スイッチである。これにより、上記第１スイッチを備えた前段アンプ回路は、ＩＣ化することができるという効果を奏する。なお、上記電気的スイッチの一例としては、上記第１スイッチをＭＯＳトランジスタで構成することが挙げられる。

本発明に係る前段アンプ回路は、上記構成に加えて、上記受光素子と上記エミッタ接地増幅回路との接続を変更するように設けられ、上記光信号が入射された受光素子のみを、該受光素子用に設けられた上記エミッタ接地増幅回路に接続するように動作する第２スイッチをさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記前段アンプ回路は、第２スイッチを備えている。該第２スイッチは、光信号が入射された受光素子のみを、該受光素子用に設けられたエミッタ接地増幅回路に接続するように動作する。

上記受光素子が２つの場合を用いて説明し、第１受光素子に光信号が入射されるとすると、上記第２スイッチは、上記第１受光素子と上記第１エミッタ接地増幅回路とを接続させるように動作する。換言すれば、上記第２スイッチは、上記第２受光素子と上記第２エミッタ接地増幅回路とを接続させない。

これにより、上記光信号が入射された受光素子以外の受光素子に不必要な迷光等が照射されていたとしても、上記第１スイッチのみを備える構成と比較して、上記光信号に基づく出力のみを確実に出力させることができるという効果を奏する。

本発明に係る前段アンプ回路は、上記構成に加えて、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、電気的スイッチであることが好ましい。

上記の構成によれば、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、電気的スイッチである。これにより、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチを備えた前段アンプ回路は、上記効果に加えて、ＩＣ化することができるという効果を奏する。なお、電気的スイッチの一例としては、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチをＭＯＳトランジスタで構成することが挙げられる。

本発明に係る前段アンプ回路は、上記構成に加えて、上記受光素子毎に１つずつ設けられ、上記光信号が入射された受光素子に接続されている回路のみ、上記出力回路と同様な動作を行う複数の出力切替回路をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記前段アンプ回路は、出力切替回路を備えている。該出力切替回路は、上記受光素子毎に１つずつ設けられ、上記光信号が入射された受光素子に接続されている回路のみ、上記出力回路と同様な動作を行う。

上記受光素子が２つの場合を用いて説明する。上記第１受光素子に接続された出力切替回路を第１出力切替回路、上記第２受光素子に接続された出力切替回路を第２出力切替回路とする。ここでも、上記第１受光素子に上記光信号が入射されていると共に、上記第２受光素子に、不必要な迷光が入射されているとする。

この場合、上記第１出力切替回路および上記第２出力切替回路のうち、上記第１出力切替回路のみ動作する。よって、上記第１出力切替回路および上記第２出力切替回路を備えた前段アンプ回路からは、上記光信号に基づく出力のみが出力される。

これにより、上記光信号が入射された受光素子以外の受光素子に不必要な迷光等が照射されていたとしても、上記第１スイッチのみを備える構成と比較して、また、上記第１スイッチおよび上記第２スイッチを備える構成とは異なる方法で、上記光信号に基づく出力のみを確実に出力させることができるという効果を奏する。

本発明に係る受光アンプ回路は、上記前段アンプ回路を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る受光アンプ回路は、上記前段アンプ回路を備えている。これにより、回路を構成する素子数を最小限に抑えることができ、また、不必要な迷光等の影響がない。

また、上記前段アンプ回路は、エミッタ接地増幅回路で構成されている。このため、上記受光アンプ回路は、応答周波数特性、出力オフセット電圧、および出力ノイズ特性において、良好な特性を有している。従って、上記受光アンプ回路は、高速再生／記録用の光ピックアップ装置の受光アンプ回路として用いれば、極めて有効であるという効果を奏する。

本発明に係る光ピックアップ装置は、上記受光アンプ回路を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る光ピックアップ装置は、上記受光アンプ回路を備えている。従って、上記光ピックアップ装置は、装置を構成する素子数を最小限に抑えることができ、不必要な迷光等の影響がなく、また、高速再生／記録用の光ピックアップ装置として最適であるという効果を奏する。

本発明に係る前段アンプ回路は、いずれか１つのみに光信号が入射され、入射された光信号を電流に変換して出力する複数の受光素子と、上記受光素子の出力電流を増幅して出力する、上記受光素子毎に１つずつ設けられたエミッタ接地トランジスタを用いた複数のエミッタ接地増幅回路と、上記光信号が入射された受光素子に接続されているエミッタ接地トランジスタのエミッタを接地させるように切り替わることにより、上記複数のエミッタ接地増幅回路うち、１つのエミッタ接地増幅回路のみ動作させる第１スイッチと、上記複数のエミッタ接地増幅回路の能動負荷と、上記複数のエミッタ接地増幅回路の出力を入力とし、エミッタフォロワによる出力を行う出力回路とを備えている。

これにより、前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成し、複数の受光部を備えた場合でも、回路を構成する素子数の増大を最小限に抑えることができる前段アンプ回路を実現することができるという効果を奏する。

以下、各実施形態で示す各前段アンプ回路は、上記従来技術で示した前段アンプ回路１２２として受光アンプ回路１２１に備えられ、また、該受光アンプ回路１２１は、光ピックアップ装置１０１の受光アンプ素子１１０に備えられているとする。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１および図２を用いて説明すると以下の通りである。

図１は、本実施形態に係る前段アンプ回路１１Ａの構成を示している。なお、図１１に示した、前段アンプ回路５と同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

前段アンプ回路１１Ａは、前段アンプ回路５の構成に、フォトダイオードＰＤ２（受光素子）、エミッタ接地増幅回路１Ａ、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１（第１スイッチ）（双投スイッチ）、帰還抵抗Ｒ３２、および帰還容量Ｃ３２を備えた構成であり、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２で発生した電流を電流―電圧変換して出力する。

エミッタ接地増幅回路１Ａは、ＮＰＮ型のトランジスタ（エミッタ接地トランジスタ）Ｑ２を備えている。フォトダイオードＰＤ２のアノードはＧＮＤに接続されており、カソードはトランジスタＱ２のベースに接続されている。トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ３のコレクタに接続され、トランジスタＱ２のエミッタは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１の端子７に接続されている。エミッタ接地切替スイッチＳＷ１の端子６には、トランジスタＱ１のエミッタが接続され、端子８には、ＧＮＤが接続されている。

トランジスタＱ４のエミッタとトランジスタＱ２のベースとの間には、帰還抵抗Ｒ３２、および帰還抵抗Ｒ３２に並列に接続された帰還容量Ｃ３２が接続されている。帰還抵抗Ｒ３１、Ｒ３２および帰還容量Ｃ３１、Ｃ３２は、それぞれの受光部で所望の感度が得られるように設計されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のそれぞれのベースが前段アンプ回路１１Ａの入力端子であり、トランジスタＱ４のエミッタが前段アンプ回路１１Ａの出力端子Ｖｏである。

光ピックアップ装置１０１の２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射されると、光ディスク１０２での反射光は、フォトダイオードＰＤ１（ＤＶＤ用受光素子）に入力される。このとき、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１は、端子６側、すなわち、エミッタ接地増幅回路１のトランジスタＱ１のエミッタを接地させるように切り替えられている。これにより、フォトダイオードＰＤ１にて発生した電流は、電流―電圧変換されて、出力端子Ｖｏから出力される。そして、受光アンプ回路１２１の後段アンプ回路１２３に与えられる。

一方、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射されると、光ディスク１０２での反射光は、フォトダイオードＰＤ２（ＣＤ用受光素子）に入力される。このとき、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１は、端子７側、すなわち、エミッタ接地増幅回路１ＡのトランジスタＱ２のエミッタを接地させるようにに切り替えられている。これにより、フォトダイオードＰＤ２にて発生した電流は、電流―電圧変換されて、出力端子Ｖｏから出力される。そして、受光アンプ回路１２１の後段アンプ回路１２３に与えられる。

上述のように、前段アンプ回路１１Ａは、２波長レーザダイオード１０３から出射されるレーザ光の種類に応じて、トランジスタＱ１、Ｑ２のうち、いずれかのエミッタを接地させるように切り替わることにより、エミッタ接地増幅回路１、１Ａのうち、いずれか１つのみを動作させるエミッタ接地切替スイッチＳＷ１を備えている。

これにより、エミッタ接地増幅回路１、１Ａで、動作が重なることがないため、エミッタ接地増幅回路１、１Ａで、能動負荷およびバイアス回路２および出力回路３を共有することができる。この結果、前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成し、複数の受光部を備えた場合でも、回路を構成する素子数を最小限に抑えることができる。

また、例えば、フォトダイオードＰＤ１が動作している時（光ディスク１０２での反射光が入力されている時）に、フォトダイオードＰＤ２に、不必要な迷光が入射されているとする。このとき、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１は、上述のように、端子６側に切り替えられているため、エミッタ接地増幅回路１のみが動作可能となっている。従って、フォトダイオードＰＤ２に入射している不必要な迷光は、フォトダイオードＰＤ１で発生した電流に基づく前段アンプ回路１１Ａの出力に影響しない。

これにより、動作しているフォトダイオードＰＤ以外のフォトダイオードＰＤに不必要な迷光等が照射されていたとしても、動作しているフォトダイオードＰＤで発生した電流に基づく出力のみを前段アンプ回路１１Ａから出力させることができる。

次に、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１の他の構成例を、図２を用いて説明する。

図２は、本実施形態に係る前段アンプ回路１１Ｂの構成を示している。なお、図１に示した、前段アンプ回路１１Ａと同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

前段アンプ回路１１Ｂは、前段アンプ回路１１Ａのエミッタ接地切替スイッチＳＷ１をＭＯＳトランジスタとした構成である。詳細には、ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３およびｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４で構成されたＣＭＯＳインバータ１０をさらに備え、前段アンプ回路１１Ａのエミッタ接地切替スイッチＳＷ１を、ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１、Ｑｓｗ２により構成している。

トランジスタＱ１のエミッタには、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１のドレインが接続されている。ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１のソースはＧＮＤに接続され、ゲートはＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎに接続されている。

トランジスタＱ２のエミッタには、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２のドレインが接続されている。ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２のソースはＧＮＤに接続され、ゲートはＣＭＯＳインバータ１０の出力端子に接続されている。

２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子ＩｎにＨ（ハイ）レベルの電圧（Ｖｃｃ電圧）が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１がオンとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオフ、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオンとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２がオフとなる。

一方、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子ＩｎにＬ（ロウ）レベルの電圧（ＧＮＤ電圧）が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１がオフとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオン、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオフとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２がオンとなる。

このような動作を行うことにより、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１としての機能を果たすことができる。なお、ここでは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１を、ＭＯＳトランジスタにより構成したが、これに限られるわけではない。例えば、バイポーラトランジスタでもよい。また、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１は、上記のような電気的スイッチだけでなく、機械的スイッチでもよい。

〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態について図３および図４に基づいて説明すると以下の通りである。

図３は、本実施形態に係る前段アンプ回路２１Ａの構成を示している。なお、図１に示した、前段アンプ回路１１Ａと同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

前段アンプ回路２１Ａは、前段アンプ回路１１Ａの構成に、前段アンプ回路１１Ａのエミッタ接地切替スイッチＳＷ１の動作に連動して、フォトダイオードＰＤ１とエミッタ接地増幅回路１、また、フォトダイオードＰＤ２とエミッタ接地増幅回路１Ａとの接続を変更する受光素子切替スイッチＳＷ２、３（第２スイッチ）（開閉器）を備えている。

スイッチＳＷ２は、フォトダイオードＰＤ１のカソードと、トランジスタＱ１のベースとの間に接続されている。スイッチＳＷ３は、フォトダイオードＰＤ２のカソードと、トランジスタＱ２のベースとの間に接続されている。

エミッタ接地切替スイッチＳＷ１が、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１の端子６側に切り替えられている場合は、受光素子切替スイッチＳＷ２が閉じられ、受光素子切替スイッチＳＷ３がオープンとなる。これにより、エミッタ接地増幅回路１が動作可能となると共に、フォトダイオードＰＤ１とエミッタ接地増幅回路１とが接続される。

一方、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１が、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１の端子７側に切り替えられている場合は、受光素子切替スイッチＳＷ２がオープンとなり、受光素子切替スイッチＳＷ３が閉じられる。これにより、エミッタ接地増幅回路１Ａが動作可能となると共に、フォトダイオードＰＤ２とエミッタ接地増幅回路１Ａとが接続される。

上述のように、前段アンプ回路２１Ａは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１、受光素子切替スイッチＳＷ２、ＳＷ３を備えることにより、エミッタ接地増幅回路１、１Ａの動作切替に加えて、フォトダイオードＰＤとエミッタ接地増幅回路との接続の切替を行うことができる。これにより、動作しているフォトダイオードＰＤ以外のフォトダイオードＰＤに不必要な迷光等が照射されていたとしても、動作しているフォトダイオードＰＤで発生した電流に基づく出力のみを、前段アンプ回路１１Ａよりも確実に出力させることができる。

次に、上述のエミッタ接地切替スイッチＳＷ１、受光素子切替スイッチＳＷ２、ＳＷ３の他の構成例を、図４を用いて説明する。

図４は、本実施形態に係る前段アンプ回路２１Ｂの構成を示している。なお、図２に示した、前段アンプ回路１１Ｂと同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

ここでは、前段アンプ回路２１Ａの受光素子切替スイッチＳＷ２をｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱｓｗ５により、受光素子切替スイッチＳＷ３を、ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱｓｗ６により構成している。なお、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１は、上述の前段アンプ回路１１Ｂでの構成と同一である。

ＭＯＳトランジスタＱｓｗ５のソースは、フォトダイオードＰＤ１のカソードと接続され、ドレインは、トランジスタＱ１のベースと接続され、ゲートは、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎに接続されている。ＭＯＳトランジスタＱｓｗ６のソースは、フォトダイオードＰＤ２のカソードと接続され、ドレインは、トランジスタＱ２のベースと接続され、ゲートは、ＣＭＯＳインバータ１０の出力端子に接続されている。

２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎには、Ｈレベルの電圧が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１、Ｑｓｗ５がそれぞれオンとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオフ、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオンとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２、Ｑｓｗ６がそれぞれオフとなる。

一方、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎには、Ｌレベルの電圧が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１、Ｑｓｗ５がそれぞれオフとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオン、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオフとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２、Ｑｓｗ６がそれぞれオンとなる。

このような動作を行うことにより、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１、受光素子切替スイッチＳＷ２、ＳＷ３としての機能を果たすことができる。なお、ここでは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１、受光素子切替スイッチＳＷ２、ＳＷ３を、それぞれＭＯＳトランジスタにより構成したが、これに限られるわけではない。例えば、バイポーラトランジスタでもよい。また、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１、受光素子切替スイッチＳＷ２、ＳＷ３は、上記のような電気的スイッチだけでなく、機械的スイッチでもよい。

〔実施の形態３〕
本発明の一実施形態について図５および図６に基づいて説明すると以下の通りである。

図５は、本実施形態に係る前段アンプ回路３１Ａの構成を示している。なお、図１に示した、前段アンプ回路１１Ａと同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

前段アンプ回路３１Ａは、前段アンプ回路１１Ａの構成に、前段アンプ回路１１Ａの出力回路３と同様な構成を有する出力回路３Ａ、３Ｂ（出力切替回路）をさらに備え、また、前段アンプ回路１１Ａの出力回路３を出力回路３Ｃに置き換えている。これにより、前段アンプ回路３１Ａは、前段アンプ回路２１Ａとは異なる方法で、前段アンプ回路２１Ａが奏する効果と同様な効果を奏することができる。

出力回路３Ａは、ＮＰＮ型のトランジスタＱ６および定電流源Ｉｓｗ１を備えている。
出力回路３Ｂは、ＮＰＮ型のトランジスタＱ７および定電流源Ｉｓｗ２を備えている。
出力回路３Ｃは、ＮＰＮ型のトランジスタＱ４および定電流源Ｉ１を備えている。

トランジスタＱ４、Ｑ６、およびＱ７のそれぞれのベースは、それぞれトランジスタＱ３のコレクタに接続され、トランジスタＱ４、Ｑ６、およびＱ７のそれぞれのコレクタは、電源Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ４のエミッタは、定電流源Ｉ１と、トランジスタＱ６のエミッタは、定電流源Ｉｓｗ１と、トランジスタＱ７のエミッタは、定電流源Ｉｓｗ２と、それぞれ接続されている。

また、トランジスタＱ６のエミッタとトランジスタＱ１のベースとの間には、帰還抵抗Ｒ３１、および、帰還抵抗Ｒ３１に並列に接続された帰還容量Ｃ３１が接続されている。トランジスタＱ７のエミッタとトランジスタＱ２のベースとの間には、帰還抵抗Ｒ３２、および、帰還抵抗Ｒ３２に並列に接続された帰還容量Ｃ３２が接続されている。トランジスタＱ４のエミッタが、前段アンプ回路３１Ａの出力端子Ｖｏである。

出力回路３Ａ、３Ｂは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１に連動して、いずれか一方のみが動作する。以下、図６を用いて詳細に説明する。

図６は、前段アンプ回路３１Ａにおける定電流源Ｉｓｗ１、Ｉｓｗ２の具体的な回路例を示した前段アンプ回路３１Ｂの構成図である。なお、図２に示した、前段アンプ回路１１Ｂと同一の符号を付した部材は同一の機能を有するものとし、その回路構成および接続関係等については特に説明しない。

定電流源Ｉｓｗ１、Ｉｓｗ２は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ８〜Ｑ１５、および定電流源Ｉ３〜Ｉ６により構成されている。

トランジスタＱ８のベースには、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎが接続され、トランジスタＱ８のコレクタには、トランジスタＱ９のベース、トランジスタＱ１０のベース、および定電流源Ｉ３が接続されている。

トランジスタＱ９のコレクタには、トランジスタＱ１３のベースおよび定電流源Ｉ４が接続されている。トランジスタＱ１１のコレクタには、トランジスタＱ１０のコレクタ、自身のベース、および定電流源Ｉ５が接続され、ベースには、トランジスタＱ１２のベースが接続されている。トランジスタＱ１２のコレクタには、トランジスタＱ６のエミッタが接続されている。

トランジスタＱ１４のコレクタには、トランジスタＱ１３のコレクタ、自身のベース、および定電流源Ｉ６が接続され、ベースには、トランジスタＱ１５のベースが接続されている。トランジスタＱ１５のコレクタには、トランジスタＱ７のエミッタが接続されている。トランジスタＱ８〜Ｑ１５のそれぞれのエミッタは、それぞれＧＮＤに接続されている。

２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎには、Ｈレベルの電圧が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１がオンとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオフ、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオンとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２がオフとなる。

さらに、トランジスタＱ８がオンとなるため、そのコレクタ電位がＧＮＤレベルまで低下して、トランジスタＱ９、Ｑ１０がそれぞれオフとなる。これにより、定電流源Ｉ４の電流がトランジスタＱ１３のベースに流れ、トランジスタＱ１３がオンとなり、この結果、定電流源Ｉ６からの電流は全てトランジスタＱ１３を介してＧＮＤへ流れる。これにより、出力回路３Ｂが非動作状態となる。

このとき、上述のように、トランジスタＱ１０がオフであるため、トランジスタＱ６には、トランジスタＱ１１、Ｑ１２を介して定電流源Ｉ５の電流が供給されるため、出力回路３Ａが動作状態となる。以上のような動作により、エミッタ接地増幅回路１が動作可能となると共に、エミッタ接地増幅回路１用（フォトダイオードＰＤ１用）の出力回路３Ａのみが動作状態となる。

一方、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射される場合、ＣＭＯＳインバータ１０の入力端子Ｉｎには、Ｌレベルの電圧が与えられる。これにより、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ１がオフとなる。また、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ３がオン、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ４がオフとなるため、ＭＯＳトランジスタＱｓｗ２がオンとなる。

さらに、トランジスタＱ８がオフとなるため、定電流源Ｉ３からの電流によって、トランジスタＱ９、Ｑ１０がそれぞれオンとなる。トランジスタＱ１０がオンとなることにより、定電流源Ｉ５からの電流が全てＧＮＤへ流れるため、出力回路３Ａが非動作状態となる。

このとき、上述のように、トランジスタＱ９がオンであるため、定電流源Ｉ４からの電流が全てＧＮＤへ流れ、トランジスタＱ１３がオフとなる。この結果、定電流源Ｉ６の電流がトランジスタＱ１４、Ｑ１５を介してトランジスタＱ７に供給されるため、出力回路３Ｂが動作状態となる。以上のような動作により、エミッタ接地増幅回路１Ａが動作可能となると共に、エミッタ接地増幅回路１Ａ用（フォトダイオードＰＤ２用）の出力回路３Ｂのみが動作状態となる。

上述のように、前段アンプ回路３１Ａは、エミッタ接地切替スイッチＳＷ１、動作しているフォトダイオードＰＤ用の回路のみがオンとなる出力回路３Ａ、３Ｂを備えている。これにより、動作しているフォトダイオードＰＤ以外のフォトダイオードＰＤに不必要な迷光等が照射されていたとしても、動作しているフォトダイオードＰＤで発生した電流に基づく出力のみを、前段アンプ回路１１Ａよりも確実に出力させることができる。

以上、各実施形態で示した各前段アンプ回路は、上記従来技術で示した前段アンプ回路１２２として受光アンプ回路１２１に備えられ、また、該受光アンプ回路１２１は、光ピックアップ装置１０１の受光アンプ素子１１０に備えられている。

従って、上記各前段アンプ回路を備えた受光アンプ回路１２１、該受光アンプ回路１２１を備えた光ピックアップ装置１０１は、回路を構成する素子数を最小限に抑えることができ、また、不必要な迷光等の影響がない。

さらに、上記各前段アンプ回路は、エミッタ接地増幅回路で構成されている。このため、受光アンプ回路１２１は、応答周波数特性、出力オフセット電圧、および出力ノイズ特性において、良好な特性を有している。従って、受光アンプ回路１２１は、高速再生／記録用の光ピックアップ装置の受光アンプ回路として用いれば、極めて有効である。また、光ピックアップ装置１０１は、高速再生／記録用の光ピックアップ装置として最適である。

なお、上記各前段アンプ回路は、上述のように、２波長レーザダイオード１０３からＤＶＤ用のレーザ光が出射された場合には、エミッタ接地増幅回路１のみが動作し、２波長レーザダイオード１０３からＣＤ用のレーザ光が出射された場合には、エミッタ接地増幅回路１Ａのみが動作する。従って、受光アンプ回路１２１は、図９で示した出力切替スイッチＳ１を備える必要がない。

また、上記各前段アンプ回路は、２波長レーザダイオードに対応した構成であるが、この構成に限られるわけではない。例えば、将来的に、３波長レーザダイオードが開発された場合、３波長レーザダイオードに対応した構成とすることも可能である。

その回路構成の一例としては、前段アンプ回路１１Ｂを例に挙げると、前段アンプ回路１１Ｂに、フォトダイオード、エミッタ接地トランジスタ（エミッタ接地増幅回路）、該エミッタ接地トランジスタのエミッタに接続されたＭＯＳトランジスタ、帰還抵抗、帰還容量をそれぞれ１つずつ追加し、さらに、３つのＡＮＤ回路および２つのインバータからなり、２つの入力端子および３つの出力端子を有する回路をＣＭＯＳインバータ１０と置き換えて備える構成が挙げられる。なお、上記３つの出力端子は、上記ＭＯＳトランジスタにそれぞれ接続されている。

この構成の動作としては、レーザダイオードから出射されるレーザ光に応じて、ＣＭＯＳインバータ１０と置き換えて備えられた上記回路の入力端子に、様々な組み合わせのＨ電圧、Ｌ電圧が与えられ、これにより、上記回路から、３つのＭＯＳトランジスタのうちいずれか１つを動作可能とする出力が出力される。

本発明は上述した各実施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形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

高速再生／記録が可能な光ピックアップ装置、該光ピックアップ装置に搭載される受光アンプ回路、該受光アンプ回路に備えられる前段アンプ回路に好適に使用できる。

本発明の実施形態を示すものであり、前段アンプ回路の構成を示す回路図である。 上記前段アンプ回路の他の構成例を示す回路図である。 上記前段アンプ回路の他の構成例を示す回路図である。 上記前段アンプ回路の他の構成例を示す回路図である。 上記前段アンプ回路の他の構成例を示す回路図である。 上記前段アンプ回路の他の構成例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構成を示す図である。 上記光ピックアップ装置に備えられている受光アンプ素子の受光部を示す図である。 上記受光アンプ素子に備えられている受光アンプ回路を示す回路図である。 上記受光アンプ回路に備えられているアンプの応答周波数特性を示す図である。 上記受光アンプ回路に備えられている前段アンプ回路をエミッタ接地増幅回路で構成した場合の回路図である。

符号の説明

１、１Ａ エミッタ接地増幅回路
２ エミッタ接地増幅回路の能動負荷およびバイアス回路
３ 出力回路
３Ａ、３Ｂ 出力回路（出力切替回路）
ＰＤ１、ＰＤ２ フォトダイオード（受光素子）
ＳＷ１ エミッタ接地切替スイッチ（第１スイッチ）
ＳＷ２、ＳＷ３ 受光素子切替スイッチ（第２スイッチ）

Claims (7)

1. いずれか１つのみに光信号が入射され、入射された光信号を電流に変換して出力する複数の受光素子と、
   上記受光素子の出力電流を増幅して出力する、上記受光素子毎に１つずつ設けられたエミッタ接地トランジスタを用いた複数のエミッタ接地増幅回路と、
   上記光信号が入射された受光素子に接続されているエミッタ接地トランジスタのエミッタを接地させるように切り替わることにより、上記複数のエミッタ接地増幅回路うち、１つのエミッタ接地増幅回路のみ動作させる第１スイッチと、
   上記複数のエミッタ接地増幅回路の能動負荷と、上記複数のエミッタ接地増幅回路の出力を入力とし、エミッタフォロワによる出力を行う出力回路とを備えることを特徴とする前段アンプ回路。
2. 上記第１スイッチは、電気的スイッチであることを特徴とする請求項１記載の前段アンプ回路。
3. 上記前段アンプ回路は、上記受光素子と上記エミッタ接地増幅回路との接続を変更するように設けられ、上記光信号が入射された受光素子のみを、該受光素子用に設けられた上記エミッタ接地増幅回路に接続するように動作する第２スイッチをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の前段アンプ回路。
4. 上記第１スイッチおよび上記第２スイッチは、電気的スイッチであることを特徴とする請求項３記載の前段アンプ回路。
5. 上記前段アンプ回路は、上記受光素子毎に１つずつ設けられ、上記光信号が入射された受光素子に接続されている回路のみ、上記出力回路と同様な動作を行う複数の出力切替回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の前段アンプ回路。
6. 上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の前段アンプ回路を備えたことを特徴とする受光アンプ回路。
7. 上記請求項６記載の受光アンプ回路を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。

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