JP2008092240A - 電流−電圧変換アンプの検査回路及びそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性を劣化させること無く、電流−電圧変換アンプの検査を行うことが可能な電流−電圧変換アンプの検査回路を提供する。
【解決手段】非反転入力端子に基準電圧源１０５が接続されたオペアンプ１０２と、オペアンプ１０２の反転入力端子と出力端子１０４との間に接続されたフィードバック抵抗１０３とを備え、オペアンプ１０２の反転入力端子に接続されたフォトダイオード１０１で生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプ１０８を検査する回路であって、オペアンプ１０２の非反転入力端子に接続されたテスト端子１０７と、オペアンプ１０２の非反転入力端子と基準電圧源１０５との間に挿入されたバイアス抵抗１０６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電流−電圧変換アンプの検査回路に関し、特に光ディスク用ピックアップ装置や各種光センサー等に使用される電流−電圧変換アンプの検査回路に関する。

電流−電圧変換アンプは、光ディスク用ピックアップ装置、カメラ用オートフォーカス装置、光電スイッチ等の各種センサーとして使用されるようになり、テスト容易化の要望に伴って、電流−電圧変換アンプの検査方法が多数提案されている。

以下、図６の回路ブロック図を参照しながら、特許文献１に示される電流−電圧変換アンプの検査方法について説明する。

電流−電圧変換アンプは、図６に示されるように、オペアンプ６０２及びフィードバック抵抗６０３から構成され、フォトダイオード６０１及び基準電圧源６０５と接続される。

このとき、フォトダイオード６０１のアノード端子は接地され、カソード端子はオペアンプ６０２の反転入力端子に接続される。抵抗値Ｒｆのフィードバック抵抗６０３は、オペアンプ６０２の反転入力端子と出力端子６０４との間に接続される。オペアンプ６０２の非反転入力端子は基準電圧Ｖｒｅｆを発生する基準電圧源６０５に接続される。テスト端子６０６は検査用の入力抵抗６０７を介してオペアンプ６０２の反転入力端子に接続される。

上記構成を有する電流−電圧変換アンプを実動作させる場合、フォトダイオード６０１に入射した光によって発生した光電流Ｉｐｄがフィードバック抵抗６０３に流れることによりフィードバック抵抗６０３において電圧降下が生じ、オペアンプ６０２の非反転入力端子に接続された基準電圧源６０５によって与えられる基準電圧Ｖｒｅｆに対して
Ｖｏ＝Ｉｐｄ×Ｒｆ
で示される出力電圧値Ｖｏ、つまりＶｒｅｆ＋Ｉｐｄ×Ｒｆがオペアンプ６０２の出力端子６０４に出力される。

一方、電流−電圧変換アンプの検査を行う場合、フォトダイオード６０１にテスト光を照射することで上記と同様の実動作を実現し、電流−電圧変換アンプを検査することができる。しかし、実際にテスト光をフォトダイオード６０１に照射して検査する場合、テスト光を照射するためのテスト装置が複雑かつ高価であり、テスト時間も長くなることからテストコストが高くなる。よって、フォトダイオード６０１にテスト光を照射する代わりに、テスト端子６０６から光電流Ｉｐｄと同方向で同等のテスト電流Ｉｔが引き抜かれる。電流−電圧変換アンプが正常に動作した場合、フォトダイオード６０１に光を照射した時と同様に、オペアンプ６０２の出力端子６０４に基準電圧Ｖｒｅｆに対して
Ｖｏｔ＝Ｉｔ×Ｒｆ
で与えられる出力電圧値Ｖｏｔ、つまりＶｒｅｆ＋Ｉｔ×Ｒｆが発生する。従って、光電流Ｉｐｄとテスト電流Ｉｔとが同一であれば
Ｖｏ＝Ｖｏｔ
となり、フォトダイオード６０１に光を照射したときの電流−電圧変換アンプの検査と同等の検査をテスト端子６０６からの電流引き抜きにより行うことができる。
特開平６−１２０７４２号公報

ところで、前述した従来の電流−電圧変換アンプでは、オペアンプ６０２の反転入力端子に入力抵抗６０７を介してテスト端子６０６が接続されているため、オペアンプ６０２の反転入力端子から見ると、フォトダイオード６０１と同様にテスト端子６０６が負荷として作用する。そのため、テスト端子６０６が接続されていない電流−電圧変換アンプに比べて周波数特性等の交流回路特性が低下するという問題が起きる。また近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等では高周波特性が要求されるため、本特性劣化を補うことが困難となってきている。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性を劣化させること無く、電流−電圧変換アンプの検査を行うことが可能な電流−電圧変換アンプの検査回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る電流−電圧変換アンプの検査回路は、非反転入力端子に基準電圧源が接続されたオペアンプと、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備え、前記オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオードで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプを検査する回路であって、前記オペアンプの非反転入力端子に接続された検査端子と、前記オペアンプの非反転入力端子と基準電圧源との間に挿入されたバイアス抵抗とを備えることを特徴とする。

これにより、これまでオペアンプの反転入力端子に接続されていた検査端子を削除できるため、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性の劣化を回避できる。さらにオペアンプの非反転入力端子に接続された検査端子は基準電圧源の安定化容量として作用するため、交流回路特性をより安定化させることができる。

また、検査端子からテスト電流を供給することで、電流−電圧変換アンプを検査することができる。すなわち、検査端子からバイアス抵抗（抵抗値Ｒｂ）に電流Ｉｔを供給することにより、基準電圧Ｖｒｅｆから
Ｖｄ＝Ｒｂ×Ｉｔ
の電圧降下Ｖｄが発生し、オペアンプの非反転入力端子には
Ｖ＋＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｄ
で表される入力電圧Ｖ＋が印加される。オペアンプの特性上、反転入力端子にも同等のＶ＋の電圧が発生し、フィードバック抵抗にはほとんど電流が流れないため、フィードバック抵抗を介した電流−電圧変換アンプの出力端子にも同等のＶ＋の電圧が出力される。従って、電流−電圧変換アンプの出力端子からＶｒｅｆ＋Ｖｄが出力されているかを測定することで、オペアンプの動作確認検査を行うことができる。

ここで、前記バイアス抵抗の抵抗値は、前記フィードバック抵抗の抵抗値と等しくてもよい。

これにより、フィードバック抵抗の抵抗値Ｒｆとバイアス抵抗の抵抗値Ｒｂとが等しいため、電流−電圧変換アンプの出力電圧は
Ｖ＋＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｂ×Ｉｔ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｆ×Ｉｔ
となる。従って、Ｖ＋を測定し、抵抗値Ｒｆを導出することによって、電流−電圧変換アンプのゲインを決定するＲｆの出来映えを間接的に検査できる。その結果、検査端子からテスト電流を供給することで、フィードバック抵抗を検査することができる。

また、検査端子からテスト電流を供給して電流−電圧変換アンプの検査を行う際、フォトダイオードに入射した光によって発生する光電流Ｉｐｄと同様の電流を検査端子から供給することで、フォトダイオードに光を照射して検査を行う場合と同様の出力が得られ、光照射時と等価的な検査ができる。

また、前記電流−電圧変換アンプの検査回路は、さらに、入力側が前記検査端子に接続され、出力側が前記オペアンプの非反転入力端子に接続されたカレントミラー回路を備えてもよい。

これにより、検査端子からカレントミラー回路の入力側より電流の供給又は引き抜きを行い、その電流と同一又はそれと一定の関係にある電流をカレントミラー回路の出力側から得て、この電流をオペアンプの非反転入力端子に供給することで、電流−電圧変換アンプの検査を行うことができる。

また、オペアンプの特性上、オペアンプの非反転入力端子の電位が安定しているほど良好な交流回路特性が得られる。すなわち、オペアンプの非反転入力端子に接続されるカレントミラー回路の出力側のトランジスタの並列数が多いほど、トランジスタのコレクタと基板との間の寄生容量Ｃｊｓが増加し、オペアンプの非反転入力端子の電位としては安定する。従って、カレントミラー回路のトランジスタの並列数、及びトランジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値を調節することにより、電流−電圧変換アンプの交流回路特性を向上させることができる。

また、前記電流−電圧変換アンプの検査回路は、フィードバック抵抗の抵抗値が異なる複数の前記電流−電圧変換アンプを検査する回路であり、前記カレントミラー回路は、入力側が前記テスト端子に接続され、出力側が前記複数の電流−電圧変換アンプの非反転入力端子に接続されてもよい。

これにより、同一チップ上に複数の電流−電圧変換アンプを有する場合でも、複数の電流−電圧変換アンプに適切な電流が供給されるようにカレントミラー回路のミラー比を調整して電流−電圧変換アンプに電流を供給することができるため、１つの検査端子で複数の電流−電圧変換アンプを同時に検査することができる。その結果、電流−電圧変換アンプ毎に検査端子を設ける場合に比べて、検査端子を削減できるので、チップ面積を削減でき、結果としてチップコストを低減できる。また、電流−電圧変換アンプ毎に検査する場合に比べて、検査時間を削減できるので、チップコストを低減できる。

また、本発明は、上記電流−電圧変換アンプ及びその検査回路を備えることを特徴とする光ピックアップ装置とすることもできる。

これにより、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性の劣化は無くなる。また、電流−電圧変換アンプの検査を光ピックアップ装置の組み立て前に行える。その結果、品質が高く、かつ特性のよい光ピックアップ装置を実現することができる。

また、本発明は、非反転入力端子に基準電圧源が接続されたオペアンプと、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備え、前記オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオードで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプを検査する方法であって、前記オペアンプの非反転入力端子と基準電圧源との間に挿入された前記バイアス抵抗に電流を流した状態で、前記電流−電圧変換アンプの出力電圧を測定する測定ステップを含むことを特徴とする電流−電圧変換アンプの検査方法とすることもできる。

これにより、バイアス抵抗（抵抗値Ｒｂ）に対して電流Ｉｔの供給又は引き抜きを行い、その電流と同一又はそれと一定の関係にある電流をオペアンプの非反転入力端子に供給することにより、基準電圧Ｖｒｅｆから
Ｖｄ＝Ｒｂ×Ｉｔ
の電圧降下Ｖｄが発生し、オペアンプの非反転入力端子には
Ｖ＋＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｄ
で表される入力電圧Ｖ＋が印加される。オペアンプの特性上、反転入力端子にも同等のＶ＋の電圧が発生し、フィードバック抵抗にはほとんど電流が流れないため、フィードバック抵抗を介した電流−電圧変換アンプの出力端子にも同等の電圧が出力される。従って、電流−電圧変換アンプからＶｒｅｆ＋Ｖｄが出力されているかを測定することで、オペアンプの動作確認検査を行うことができる。

ここで、前記バイアス抵抗の抵抗値は、前記フィードバック抵抗の抵抗値と等しく、前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、さらに前記測定された出力電圧及び前記電流の値に基づいて前記バイアス抵抗の抵抗値を算出する算出ステップを含んでもよい。

これにより、フィードバック抵抗の抵抗値Ｒｆとバイアス抵抗の抵抗値Ｒｂとが等しいため、電流−電圧変換アンプの出力電圧は
Ｖ＋＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｂ×Ｉｔ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｆ×Ｉｔ
となる。従って、電流−電圧変換アンプの出力電圧Ｖ＋を測定し、抵抗値Ｒｆを導出することによって、Ｒｆの出来映えを間接的に検査できる。その結果、検査端子からテスト電流を供給することで、フィードバック抵抗を検査することができる。

また、前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、フィードバック抵抗の抵抗値が異なる複数の前記電流−電圧変換アンプを検査する方法であり、前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、さらに入力側が前記テスト端子に接続され、出力側が前記オペアンプの非反転入力端子に接続されたカレントミラー回路を前記複数の電流−電圧変換アンプに接続する接続ステップを含み、前記測定ステップでは、前記カレントミラー回路により複数の前記バイアス抵抗に電流を同時に流し、前記接続ステップにおいて、前記電流−電圧変換アンプの出力が飽和せず、かつ前記電流−電圧変換アンプが当該電流−電圧変換アンプのダイナミックレンジ内で動作する電流を出力するカレントミラー回路を接続してもよい。

これにより、同一チップ上に複数の電流−電圧変換アンプを有する場合でも、各々の電流−電圧変換アンプにカレントミラー回路の各電流端子を接続し、各々の電流−電圧変換アンプに適切な電流が供給されるようにカレントミラー回路のミラー比を調整して電流−電圧変換アンプに電流を供給することができる。従って、１つの検査端子でフィードバック抵抗の抵抗値が異なる複数の電流−電圧変換アンプのフィードバック抵抗を同時に検査することができる。その結果、電流−電圧変換アンプ毎に検査端子を設ける場合に比べて、検査端子を削減できるので、チップ面積を削減でき、結果としてチップコストを低減できる。また、電流−電圧変換アンプ毎に検査する場合に比べて、検査時間を削減できるので、チップコストを低減できる。

本発明の電流−電圧変換アンプの検査回路によれば、電流−電圧変換アンプの検査に必要であったテスト端子をオペアンプの非反転入力端子に接続することで、電流−電圧変換アンプの実動作時の周波数特性を劣化させることなく、従来と同様の電流−電圧変換アンプの検査を等価的に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態における電流−電圧変換アンプの検査回路及び光ピックアップ装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施の形態）
以下、本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路を説明する。図１は、同電流−電圧変換アンプ及びその検査回路の構成を示す回路ブロック図である。

この電流−電圧変換アンプの検査回路は、図１に示されるように、フォトダイオード１０１で生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプ１０８の検査を行う回路である。同検査回路は、検査用のテスト端子１０７及びバイアス抵抗１０６から構成される。

電流−電圧変換アンプ１０８は、オペアンプ１０２及びフィードバック抵抗１０３から構成される。フィードバック抵抗１０３は、オペアンプ１０２の反転入力端子と出力端子１０４との間に接続される。オペアンプ１０２の非反転入力端子は、バイアス抵抗１０６を介して基準電圧源１０５に接続される。バイアス抵抗１０６の抵抗値Ｒは、フィードバック抵抗１０３の抵抗値Ｒｆと等しい。

テスト端子１０７は、オペアンプ１０２の非反転入力端子に接続される。
フォトダイオード１０１のアノード端子は接地され、カソード端子はオペアンプ１０２の反転入力端子に接続される。

次に上記構成を有する回路の動作を詳細に説明する。
上記構成を有する回路では、オペアンプ１０２の動作確認検査をする場合、テスト端子１０７から所定の電流Ｉをオペアンプ１０２の非反転入力端子に供給する。オペアンプ１０２の入力インピーダンスは非常に大きいため、電流Ｉは抵抗値Ｒのバイアス抵抗１０６に流れ込み、オペアンプ１０２の非反転入力端子の電圧は基準電圧源１０５によって与えられた基準電圧Ｖｒｅｆに対して、Ｒ×Ｉで与えられる電圧値、つまりＶｒｅｆ＋Ｒ×Ｉを示す。このとき、オペアンプのイマジナリ・ショートの効果により、オペアンプ１０２の反転入力端子の電圧も同様の電圧値を示す。また、フォトダイオード１０１には光を照射しないため、抵抗値Ｒｆのフィードバック抵抗１０３には電流は流れない。その結果、出力端子１０４は、オペアンプ１０２の反転入力端子の電圧値と同様の電圧値を示すため、基準電圧源１０５によって与えられた基準電圧Ｖｒｅｆに対して、Ｒ×Ｉで与えられる出力電圧値Ｖｄ、つまりＶｒｅｆ＋Ｖｄを出力する。従って、出力端子１０４から所望の出力電圧値Ｖｒｅｆ＋Ｖｄが出力されているかを測定することで、オペアンプ１０２の動作確認検査を行うことができる。

ここで、フィードバック抵抗１０３の抵抗値Ｒｆとバイアス抵抗１０６の抵抗値Ｒとが等しいため、テスト端子１０７から入力した電流Ｉによって出力端子１０４に発生した出力電圧値Ｖｒｅｆ＋Ｖｄは、Ｖｒｅｆ＋Ｖｄ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ×Ｉ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｆ×Ｉとなる。従って、出力端子１０４の出力電圧値Ｖｒｅｆ＋Ｖｄを測定し、オペアンプ１０２のゲインを決定するフィードバック抵抗１０３の抵抗値Ｒｆの出来栄えをＲｆ＝Ｖｄ／Ｉで間接的に見積もることができる。

また、フォトダイオード１０１に入射した光によって発生する光電流Ｉｐｄと同様の電流Ｉをテスト端子１０７から供給することで、フォトダイオード１０１に光を照射して検査を行う場合と同様の出力が出力端子１０４から得られ、光照射時と等価的な検査ができる。

以上のように本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路によれば、電流−電圧変換アンプ１０８の検査に必要なテスト端子１０７は、オペアンプ１０２のフォトダイオード１０１が接続された反転入力端子では無く非反転入力端子に接続される。よって、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性を劣化させること無く、従来と同様の電流−電圧変換アンプの検査を行うことができる。

（第２の実施の形態）
以下、本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路を説明する。図２は、同電流−電圧変換アンプ及びその検査回路の構成を示す回路ブロック図である。

電流−電圧変換アンプの検査回路は、図２に示されるように、入力側がテスト端子２０７に接続され、出力側がオペアンプ２０２の非反転入力端子に接続されたカレントミラー回路２０９を備えるという点で第１の実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路と異なる。

電流−電圧変換アンプ２０８は、オペアンプ２０２及びフィードバック抵抗２０３から構成される。フィードバック抵抗２０３は、オペアンプ２０２の反転入力端子と出力端子２０４との間に接続される。オペアンプ２０２の非反転入力端子は、バイアス抵抗２０６を介して基準電圧源２０５に接続される。

テスト端子２０７は、カレントミラー回路２０９を介してオペアンプ２０２の非反転入力端子に接続される。カレントミラー回路２０９は、並列に接続されて基準電流が通過する入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２と、並列に接続されてミラー電流が通過する出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２と、ＰＮＰトランジスタ２３１と、抵抗値Ｒ１の抵抗２４１、２４２と、抵抗値Ｒ２の抵抗２５１、２５２とで構成される。入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２のコレクタはテスト端子２０７に接続され、出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２のコレクタはオペアンプ２０２の非反転入力端子に接続される。入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２及び出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２の並列数は共に等しく２であり、抵抗２４１、２４２及び抵抗２５１、２５２の抵抗値も共に等しい。抵抗２４１、２４２はそれぞれ入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２のエミッタに直列に接続され、抵抗２５１、２５２はそれぞれ出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２のエミッタに直列に接続される。バイアス抵抗２０６は、テスト端子２０７とオペアンプ２０２の非反転入力端子との間に接続される。バイアス抵抗２０６の抵抗値Ｒは、フィードバック抵抗２０３の抵抗値Ｒｆと等しい。

フォトダイオード２０１のアノード端子は接地され、カソード端子はオペアンプ２０２の反転入力端子に接続される。

次に上記構成を有する回路の動作を詳細に説明する。
上記構成を有する回路では、オペアンプ２０２の動作確認検査をする場合、テスト端子２０７から所定の電流Ｉをカレントミラー回路２０９の入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２に供給又は入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２から引き抜くと、その所定の電流と同一又はそれと一定（ミラー比＝ｍ）の関係にある電流Ｉ’＝Ｉ×ｍがカレントミラー回路２０９の出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２から得られる。この電流Ｉ’はオペアンプ２０２の非反転入力端子に供給される。オペアンプ２０２の入力インピーダンスは非常に大きいため、電流Ｉ’は抵抗値Ｒのバイアス抵抗２０６に流れ込み、オペアンプ２０２の非反転入力端子の電圧は基準電圧源２０５によって与えられた基準電圧Ｖｒｅｆに対して、Ｒ×Ｉ’で与えられる電圧値、つまりＶｒｅｆ＋Ｒ×Ｉ’を示す。このとき、オペアンプのイマジナリ・ショートの効果により、オペアンプ２０２の反転入力端子の電圧値も同様の電圧値を示す。また、フォトダイオード２０１には光を照射しないため、抵抗値Ｒｆのフィードバック抵抗２０３には電流は流れない。その結果、出力端子２０４は、オペアンプ２０２の反転入力端子の電圧値と同様の電圧値を示すため、基準電圧源２０５によって与えられた基準電圧Ｖｒｅｆに対して、Ｒ×Ｉ’で与えられる出力電圧値Ｖｄ、つまりＶｒｅｆ＋Ｖｄを出力する。従って、出力端子２０４の出力電圧を測定することで、オペアンプ２０２の動作確認検査を行うことができる。

ここで、フィードバック抵抗２０３の抵抗値Ｒｆとバイアス抵抗２０６の抵抗値Ｒとが等しいため、テスト端子２０７から入力した電流Ｉによって出力端子２０４に発生した出力電圧Ｖｒｅｆ＋Ｖｄは、Ｖｒｅｆ＋Ｖｄ＝Ｖｒｅｆ＋Ｒ×Ｉ’＝Ｖｒｅｆ＋Ｒｆ×Ｉ’となる。従って、出力端子２０４の出力電圧値Ｖｒｅｆ＋Ｖｄを測定し、オペアンプ２０２のゲインを決定するフィードバック抵抗２０３の抵抗値Ｒｆの出来栄えをＲｆ＝Ｖｄ／Ｉ’＝Ｖｄ／（Ｉ×ｍ）で間接的に見積もることができる。

また、入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２及び出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２の並列数は等しく、また抵抗２４１、２４２及び抵抗２５１、２５２の抵抗値も等しい。従って、カレントミラー回路２０９のミラー比は１になるので、テスト端子２０７から所定の電流Ｉをカレントミラー回路２０９の入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２から引き抜いて、その所定の電流と等しい電流Ｉをカレントミラー回路２０９の出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２から出力させることができる。

以上のように本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路によれば、第１の実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路と同様の理由により、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性を劣化させること無く、従来と同様の電流−電圧変換アンプの検査を行うことができる。

なお、本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路において、電流−電圧変換アンプ２０８の出力が飽和せず、かつ電流−電圧変換アンプ２０８のダイナミックレンジ内で動作する電流をカレントミラー回路２０９が出力する限りは、入力側ＰＮＰトランジスタ及び出力側ＰＮＰトランジスタの並列数は異なってもよいし、また入力側ＰＮＰトランジスタのエミッタに直列接続された抵抗及び出力側ＰＮＰトランジスタのエミッタに直列接続された抵抗の抵抗値は異なってもよい。電流Ｉと電流Ｉ’との関係は入力側ＰＮＰトランジスタ及び出力側ＰＮＰトランジスタのトランジスタ数、各ＰＮＰトランジスタのエミッタサイズ並びにエミッタに直列接続された抵抗の抵抗値を変化させることによって変化する。従って、電流Ｉと電流Ｉ’との間にＩ＝Ｉ’、Ｉ＞Ｉ’、Ｉ＜Ｉ’の種々の関係を持たせて電流−電圧変換アンプに供給する電流を調整することができる。

例えば、フォトダイオードに入射した光によって発生する光電流Ｉｐｄと同様の電流がオペアンプの非反転入力端子に供給されるように、カレントミラー回路のミラー比を調節してもよい。この場合には、フォトダイオードに光を照射して検査を行う場合と同様の出力が得られ、光照射時と等価的な検査ができる。

また、図３の回路ブロック図に示されるように、出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２、２２３、２２４の並列数（４）と入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２の並列数（２）との比を４／２＝２にして、抵抗２５１、２５２、２５３、２５４の抵抗値Ｒ２と抵抗２４１、２４２の抵抗値Ｒ１を等しくし、ミラー比を２倍にしてもよい。この場合には、テスト端子２０７から所定の電流Ｉをカレントミラー回路２０９の入力側ＰＮＰトランジスタ２１１、２１２から引き抜くと、その所定の電流の２倍の電流Ｉ’＝２×Ｉがカレントミラー回路２０９の出力側ＰＮＰトランジスタ２２１、２２２、２２３、２２４から得られる。この場合、図２に示した検査回路と比較して、オペアンプの非反転入力端子に接続されるカレントミラー回路の出力側のトランジスタの並列数が多くなるので、トランジスタのコレクタと基板との間の寄生容量Ｃｊｓが増加し、オペアンプの非反転入力端子の電位を安定化することができる。従って電流−電圧変換アンプの交流回路特性をさらに向上させることができる。

（第３の実施の形態）
以下、本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路を説明する。図４は、同電流−電圧変換アンプ及びその検査回路の構成を示す回路ブロック図である。

電流−電圧変換アンプの検査回路は、カレントミラー回路に複数の電流−電圧変換アンプが接続され、複数の電流−電圧変換アンプの検査を同時に行うという点で第２の実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路と異なる。すなわち、図４に示されるように、フォトダイオード５０１ａで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプ５０８ａ、フォトダイオード５０１ｂで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプ５０８ｂ、及びフォトダイオード５０１ｃで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプ５０８ｃの検査を同時に行うという点で第２の実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路と異なる。同検査回路は、カレントミラー回路５０９、検査用のテスト端子５０７及びバイアス抵抗５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃから構成される。

電流−電圧変換アンプ５０８ａは、オペアンプ５０２ａ及びフィードバック抵抗５０３ａから構成される。フィードバック抵抗５０３ａは、オペアンプ５０２ａの反転入力端子と出力端子５０４ａとの間に接続される。オペアンプ５０２ａの非反転入力端子は、バイアス抵抗５０６ａを介して基準電圧源５０５ａに接続される。電流−電圧変換アンプ５０８ｂ、５０８ｃは、電流−電圧変換アンプ５０８ａと同様の構成を有する。フィードバック抵抗５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃの抵抗値Ｒｆａ、Ｒｆｂ、Ｒｆｃはそれぞれ異なる。

テスト端子５０７は、カレントミラー回路５０９を介してオペアンプ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの非反転入力端子に接続される。カレントミラー回路５０９は、基準電流が通過する並列数がｍ１の入力側ＰＮＰトランジスタ５１１と、ミラー電流が通過する並列数がｍ２の出力側ＰＮＰトランジスタ５２１と、ミラー電流が通過する並列数がｍ３の出力側ＰＮＰトランジスタ５２２と、ミラー電流が通過する並列数がｍ４の出力側ＰＮＰトランジスタ５２３と、ＰＮＰトランジスタ５３１と、抵抗値Ｒ１の抵抗５４１と、抵抗値Ｒ２の抵抗５５１と、抵抗値Ｒ３の抵抗５５２と、抵抗値Ｒ４の抵抗５５３とで構成される。入力側ＰＮＰトランジスタ５１１のコレクタはテスト端子５０７に接続される。出力側ＰＮＰトランジスタ５２１のコレクタはオペアンプ５０２ｃの非反転入力端子に接続され、出力側ＰＮＰトランジスタ５２２のコレクタはオペアンプ５０２ｂの非反転入力端子に接続され、出力側ＰＮＰトランジスタ５２３のコレクタはオペアンプ５０２ａの非反転入力端子に接続される。

カレントミラー回路５０９では、各電流−電圧変換アンプ５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃの出力が飽和せず、かつダイナミックレンジ内で動作する電流を出力するようにミラー比（ミラー比＝ｍａ、ｍｂ、ｍｃ）が設定されている。このとき、カレントミラー回路５０９において、オペアンプ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの非反転入力端子に接続された、ミラー電流が通過するＰＮＰトランジスタ５２１、５２２、５２３の並列数と、オペアンプ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの非反転入力端子に接続された、ミラー電流が通過するＰＮＰトランジスタ５２１、５２２、５２３のエミッタに接続された抵抗５５１、５５２、５５３の抵抗値を調整することでミラー比が変更される。抵抗５４１は入力側ＰＮＰトランジスタ５１１のエミッタに直列に接続され、抵抗５５１、５５２、５５３はそれぞれ出力側ＰＮＰトランジスタ５２１、５２２、５２３のエミッタに直列に接続される。バイアス抵抗５０６ａの抵抗値Ｒａは、フィードバック抵抗５０３ａの抵抗値Ｒｆａと等しい。バイアス抵抗５０６ｂの抵抗値Ｒｂは、フィードバック抵抗５０３ｂの抵抗値Ｒｆｂと等しい。バイアス抵抗５０６ｃの抵抗値Ｒｃは、フィードバック抵抗５０３ｃの抵抗値Ｒｆｃと等しい。

次に上記構成を有する回路の動作を詳細に説明する。
上記構成を有する回路では、各々のオペアンプ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの動作確認検査をする場合、テスト端子５０７から所定の電流Ｉをカレントミラー回路５０９の入力側ＰＮＰトランジスタ５１１に供給又は入力側ＰＮＰトランジスタ５１１から引き抜くと、カレントミラー回路５０９の出力側ＰＮＰトランジスタ５２１、５２２、５２３から、その所定の電流Ｉと同一又はそれと一定（ミラー比＝ｍａ、ｍｂ、ｍｃ）の関係にある電流Ｉａ（Ｉ×ｍａ）、Ｉｂ（Ｉ×ｍｂ）、Ｉｃ（Ｉ×ｍｃ）が得られる。電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃはそれぞれバイアス抵抗５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃに同時に流れ込む。そして、各々の出力端子５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃには基準電圧Ｖｒｅｆに対して、Ｒａ×Ｉａ、Ｒｂ×Ｉｂ、Ｒｃ×Ｉｃで与えられる出力電圧値Ｖｄａ、Ｖｄｂ、Ｖｄｃがそれぞれ出力される。従って、出力端子５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃの出力電圧を測定することで、オペアンプ５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃの動作確認検査を行うことができる。

ここで、各々のフィードバック抵抗５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃの抵抗値Ｒｆａ、Ｒｆｂ、Ｒｆｃが、対応する各々のバイアス抵抗５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃの抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに等しい。従って、テスト端子５０７から入力した電流Ｉによって各々の出力端子５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃに発生する出力電圧は、Ｖｄａ＝Ｒａ×Ｉ×ｍａ＝Ｒｆａ×Ｉ×ｍａ、Ｖｄｂ＝Ｒｂ×Ｉ×ｍｂ＝Ｒｆｂ×Ｉ×ｍｂ、Ｖｄｃ＝Ｒｃ×Ｉ×ｍｃ＝Ｒｆｃ×Ｉ×ｍｃとなり、各々の出力端子５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃの出力電圧を測定することによって、フィードバック抵抗５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃの抵抗値Ｒｆａ、Ｒｆｂ、Ｒｆｃの出来栄えをＲｆａ＝Ｖｄａ／（Ｉ×ｍａ）、Ｒｆｂ＝Ｖｄｂ／（Ｉ×ｍｂ）、Ｒｆｃ＝Ｖｄｃ／（Ｉ×ｍｃ）で見積もることができる。

以上のように本実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路によれば、ＩＣ上に複数の電流−電圧変換アンプ５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃを有する場合でも、カレントミラー回路５０９の各電流端子に電流−電圧変換アンプ５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃを接続し、１つのテスト端子５０７で、フィードバック抵抗５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃの抵抗値が異なる複数の電流−電圧変換アンプ５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃのフィードバック抵抗５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃの抵抗値を同時に検査できる。従って、電流−電圧変換アンプ毎にテスト端子を設ける場合に比べて、テスト端子を削減することができるので、チップ面積を削減でき、結果としてチップコストを低減できる。また、電流−電圧変換アンプ毎に検査する場合に比べて、検査時間を削減でき、結果としてチップコストを低減できる。

（第４の実施の形態）
以下、本実施の形態の光ピックアップ装置を説明する。図５は同光ピックアップ装置の構成の一例を示す図である。

この光ピックアップ装置は、レーザ光を用いて光ディスク媒体４０５への情報の記録又は再生を行う装置であって、図５に示されるように、レーザ素子４０１と、第１〜第３の実施の形態の電流−電圧変換アンプ及びその検査回路、フォトダイオード並びに基準電圧源を有する光電変換装置４０７と、光電変換装置４０７の上方に順に配置された集光レンズ４０６、ハーフミラー４０２、コリメートレンズ４０３及び対物レンズ４０４とから構成される。

以上のように本実施の形態の光電変換装置４０７は、第１〜第３の実施の形態の電流−電圧変換アンプの検査回路を有する光電変換装置４０７を備える。よって、電流−電圧変換アンプの実動作時の交流回路特性の劣化がない光ピックアップ装置を実現できる。また、電流−電圧変換アンプの検査を光ピックアップ装置の組み立て前に行えるため、品質が高く、かつ特性のよい光ピックアップ装置を実現できる。

また、同一チップ上に複数の電流−電圧変換アンプを有する場合でも、１つのテスト端子で複数の電流−電圧変換アンプの検査を同時に行うことができ、電流−電圧変換アンプ毎にテスト端子を有する場合に比べて、チップ面積を削減することができるため、より安価な光ピックアップ装置を供給することができる。

以上、本発明の電流−電圧変換アンプの検査回路及びこれを用いた光ピックアップ装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態において、カレントミラー回路の共通ベースと電源端子との間には抵抗が挿入されてもよい。これにより、実際にＩＣを使用する場合にテスト端子が解放状態であっても、オペアンプの非反転入力端子に不要な電流が流れ込むことが無くなり、誤出力を防止することができる。

また、上記実施の形態では、アノードコモンのフォトダイオードに電流−電圧変換アンプを接続しているため、カレントミラー回路はＰＮＰトランジスタにより構成されるとした。しかし、カソードコモンのフォトダイオードに電流−電圧変換アンプを接続し、カレントミラー回路をＮＰＮトランジスタにより構成してもよい。

また、上記実施の形態において、カレントミラー回路をＰＮＰトランジスタタイプとＮＰＮトランジスタタイプとの２段構成にし、テスト端子に入力する電流の方向を反転させてもよい。

また、上記実施の形態において、カレントミラー回路は他の回路構成のものであってもよく、例えばカレントミラー回路に使用する素子がＣＭＯＳトランジスタやＪ−ＦＥＴであってもよい。

本発明は、電流−電圧変換アンプの検査回路及びこれを用いた光ピックアップ装置に利用でき、特にフォトダイオードで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプの検査回路等に利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電流−電圧変換アンプの検査回路の構成を示す回路ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電流−電圧変換アンプの検査回路の構成を示す回路ブロック図である。 同実施の形態に係る電流−電圧変換アンプの検査回路の変形例の構成を示す回路ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電流−電圧変換アンプの検査回路の構成を示す回路ブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。 従来の電流−電圧変換アンプの検査回路の構成を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１０１、２０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、６０１ フォトダイオード
１０２、２０２、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、６０２ オペアンプ
１０３、２０３、５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃ、６０３ フィードバック抵抗
１０４、２０４、５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、６０４ 出力端子
１０５、２０５、５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ、６０５ 基準電圧源
１０６、２０６、５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ バイアス抵抗
１０７、２０７、５０７、６０６ テスト端子
１０８、２０８、５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ 電流−電圧変換アンプ
２０９、５０９ カレントミラー回路
２１１、２１２、５１１ 入力側ＰＮＰトランジスタ
２２１、２２２、２２３、２２４、５２１、５２２、５２３ 出力側ＰＮＰトランジスタ
２３１、５３１ ＰＮＰトランジスタ
２４１、２４２、２５１、２５２、２５３、２５４、５４１、５５１、５５２、５５３ 抵抗
４０１ レーザ素子
４０２ ハーフミラー
４０３ コリメートレンズ
４０４ 対物レンズ
４０５ 光ディスク媒体
４０６ 集光レンズ
４０７ 光電変換装置
６０７ 入力抵抗

Claims (9)

1. 非反転入力端子に基準電圧源が接続されたオペアンプと、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備え、前記オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオードで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプを検査する回路であって、
   前記オペアンプの非反転入力端子に接続された検査端子と、
   前記オペアンプの非反転入力端子と基準電圧源との間に挿入されたバイアス抵抗とを備える
   ことを特徴とする電流−電圧変換アンプの検査回路。
2. 前記バイアス抵抗の抵抗値は、前記フィードバック抵抗の抵抗値と等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の電流−電圧変換アンプの検査回路。
3. 前記電流−電圧変換アンプの検査回路は、さらに、入力側が前記検査端子に接続され、出力側が前記オペアンプの非反転入力端子に接続されたカレントミラー回路を備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電流−電圧変換アンプの検査回路。
4. 前記カレントミラー回路において、前記オペアンプの非反転入力端子に接続された、ミラー電流が通過するトランジスタの並列数と、前記オペアンプの非反転入力端子に接続された、ミラー電流が通過するトランジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値を調整することでミラー比が変更される
   ことを特徴とする請求項３に記載の電流−電圧変換アンプの検査回路。
5. 前記電流−電圧変換アンプの検査回路は、フィードバック抵抗の抵抗値が異なる複数の前記電流−電圧変換アンプを検査する回路であり、
   前記カレントミラー回路は、入力側がテスト端子に接続され、出力側が前記複数の電流−電圧変換アンプの非反転入力端子に接続される
   ことを特徴とする請求項４に記載の電流−電圧変換アンプの検査回路。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流−電圧変換アンプ及びその検査回路を備える
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 非反転入力端子に基準電圧源が接続されたオペアンプと、前記オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続されたフィードバック抵抗とを備え、前記オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオードで生じた光電流を電圧変換する電流−電圧変換アンプを検査する方法であって、
   前記オペアンプの非反転入力端子と基準電圧源との間に挿入された前記バイアス抵抗に電流を流した状態で、前記電流−電圧変換アンプの出力電圧を測定する測定ステップを含む
   ことを特徴とする電流−電圧変換アンプの検査方法。
8. 前記バイアス抵抗の抵抗値は、前記フィードバック抵抗の抵抗値と等しく、
   前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、さらに前記測定された出力電圧及び前記電流の値に基づいて前記バイアス抵抗の抵抗値を算出する算出ステップを含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の電流−電圧変換アンプの検査方法。
9. 前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、フィードバック抵抗の抵抗値が異なる複数の前記電流−電圧変換アンプを検査する方法であり、
   前記電流−電圧変換アンプの検査方法は、さらに入力側が前記テスト端子に接続され、出力側が前記オペアンプの非反転入力端子に接続されたカレントミラー回路を前記複数の電流−電圧変換アンプに接続する接続ステップを含み、
   前記測定ステップでは、前記カレントミラー回路により複数の前記バイアス抵抗に電流を同時に流し、
   前記接続ステップにおいて、前記電流−電圧変換アンプの出力が飽和せず、かつ前記電流−電圧変換アンプが当該電流−電圧変換アンプのダイナミックレンジ内で動作する電流を出力するカレントミラー回路を接続する
   ことを特徴とする請求項８に記載の電流−電圧変換アンプの検査方法。

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