JP2009289369A

JP2009289369A - Photoelectric conversion device

Info

Publication number: JP2009289369A
Application number: JP2008143483A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shirakawa; 泰史白川; Hideo Fukuda; 秀雄福田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device can suppress the increase of a circuit size and also reduce the deterioration of characteristics due to the parasitic capacitance of a resistor. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion device 100 for converting a light into a current and amplifying includes light receiving elements 101 and 102 for receiving lights of different wavelengths to convert the received lights into currents; amplifier circuits 103 and 104 for amplifying the currents converted by the light receiving elements 101 and 102; a feedback circuit group 105 corrected in parallel to the input end and the output end of the amplifier circuit 103; a feedback circuit group 106 connected in parallel to the input end and the output end of the amplifier circuit 104; a switch circuit group 110 connected to all the feedback circuits, except one of the feedback circuit group 105; a switch circuit group 111 corrected to the feedback circuit group 106; and a light-receiving part switching circuit 108 for switching outputs of the light-receiving element 101 and the light-receiving element 102. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク用に使用される受光アンプ素子、光ピックアップデバイス、光ディスクドライブといった光電変換装置に関するものである。 The present invention relates to a photoelectric conversion device such as a light receiving amplifier element, an optical pickup device, and an optical disk drive used for an optical disk.

近年、光ディスクにおいては、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ±ＲＷ及びＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）などに加え、２層ディスクなど、様々なメディアが規格化されており、各メディアの反射率も多様化している。また、光ディスクの記録スピードの高倍速化が進んでおり、記録時と再生時との光量の差が大きくなっている。このため、受光アンプ素子のゲインを、各メディアの記録時及び再生時のそれぞれに対応するように複数設け、スイッチ回路によりゲインを選択し、切り換えることが求められている。 In recent years, in addition to CD-R, CD ± RW, DVD-R, DVD-RAM, DVD ± RW, BD (Blu-ray Disc), etc., various media such as double-layer discs have been standardized in optical discs. The reflectance of each media is also diversified. In addition, the recording speed of the optical disc has been increased, and the difference in the amount of light between recording and reproduction has increased. For this reason, it is required to provide a plurality of gains of the light receiving amplifier elements so as to correspond to the recording time and the reproducing time of each medium, and to select and switch the gain by a switch circuit.

例えば、受光アンプ素子の回路は、フィードバック抵抗を複数設ける。各メディアの記録時及び再生時のそれぞれに応じて、これら複数のフィードバック抵抗から対応するフィードバック抵抗をスイッチ回路により選択することにより、ゲインを切り換える方法が一般的である。 For example, the circuit of the light receiving amplifier element is provided with a plurality of feedback resistors. In general, a method of switching the gain by selecting a corresponding feedback resistor from the plurality of feedback resistors by a switch circuit in accordance with recording and reproduction of each medium.

図７は、特許文献１に示されるゲイン切り換え機能を有する光電変換装置である受光アンプ素子（以下、ＰＤＩＣ（ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）と記載する）の一例を示す図である。同図の受光アンプ素子７００は、フォトダイオード７０１と、演算増幅器７０２と、複数のフィードバック抵抗７０３と、アナログスイッチ７０５とを備える。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a light receiving amplifier element (hereinafter referred to as PDIC (Photo Detector Integrated Circuit)) which is a photoelectric conversion device having a gain switching function disclosed in Patent Document 1. The light receiving amplifier element 700 in FIG. 1 includes a photodiode 701, an operational amplifier 702, a plurality of feedback resistors 703, and an analog switch 705.

フォトダイオード７０１は、アノードが接地され、カソードが演算増幅器７０２の反転入力端に接続される。フォトダイオード７０１は、被検出光の光量に応じた信号を出力する受光素子である。 The photodiode 701 has an anode grounded and a cathode connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 702. The photodiode 701 is a light receiving element that outputs a signal corresponding to the amount of light to be detected.

複数のフィードバック抵抗７０３は、抵抗値が各々異なる。複数のフィードバック抵抗７０３の中で最大抵抗値のフィードバック抵抗７０４は、一端が演算増幅器の出力端に接続され、他端が演算増幅器の反転入力端に接続される。他のフィードバック抵抗は、一端が演算増幅器７０２の反転入力端に接続され、他端がアナログスイッチ７０５に接続される。 The plurality of feedback resistors 703 have different resistance values. The feedback resistor 704 having the maximum resistance value among the plurality of feedback resistors 703 has one end connected to the output terminal of the operational amplifier and the other end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. The other feedback resistor has one end connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 702 and the other end connected to the analog switch 705.

アナログスイッチ７０５は、複数のフィードバック抵抗７０３のうち、最大抵抗値のフィードバック抵抗７０４を除く他のフィードバック抵抗の各一端が接続された入力端あるいは最大抵抗値のフィードバック抵抗７０４の一端に代えて無接続状態とされた入力端を、選択的に演算増幅器７０２の出力端に接続する。 The analog switch 705 is not connected in place of the input end to which one end of each of the feedback resistors other than the feedback resistor 704 having the maximum resistance value among the plurality of feedback resistors 703 is connected or one end of the feedback resistor 704 having the maximum resistance value. The input terminal in the state is selectively connected to the output terminal of the operational amplifier 702.

このように構成された受光アンプ素子７００は、アナログスイッチ７０５によってフィードバック抵抗を切り換えることによって、ゲインが切り換わる。 The gain of the light receiving amplifier element 700 configured in this way is switched by switching the feedback resistance by the analog switch 705.

ここで、最大抵抗値のフィードバック抵抗７０４は、アナログスイッチ７０５を介することなく、演算増幅器７０２の出力端と反転入力端とに接続されている。これにより、当該最大抵抗値のフィードバック抵抗７０４を用いてゲインを設定した状態から、他のフィードバック抵抗を選択してゲインを切り換えた場合に、アナログスイッチ７０５が有する静電容量などの寄生素子の影響を受けることなく、出力電圧が高速に定常状態に収束する。よって、スイッチを介さないフィードバック抵抗を動作させることで、スイッチの影響を受けることなく、高速でゲイン切り換えを行うことができる。
特開２００４−８５３０６号公報 Here, the feedback resistor 704 having the maximum resistance value is connected to the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier 702 without going through the analog switch 705. Thus, when the gain is set by using the feedback resistor 704 having the maximum resistance value and the gain is switched by selecting another feedback resistor, the influence of parasitic elements such as the capacitance of the analog switch 705 is exerted. The output voltage converges to a steady state at a high speed without being subjected to. Therefore, by operating the feedback resistor not through the switch, the gain can be switched at high speed without being affected by the switch.
JP 2004-85306 A

しかしながら、上記従来技術では、回路規模が増大し、フィードバック抵抗の寄生容量により特性が劣化するという課題がある。 However, the above-described prior art has a problem that the circuit scale increases and the characteristics deteriorate due to the parasitic capacitance of the feedback resistor.

受光アンプ素子（光電変換装置）において、光ディスクに信号を書き込む記録モード、光ディスクに書かれた信号を読み出す再生モード、及び、各モードにおける各メディアからの反射光に合わせたゲイン設定を行うように受光アンプ素子のフィードバック抵抗を切り換え、受光アンプ素子の出力信号振幅を一定範囲のレベルにすることが一般的である。 In the light receiving amplifier element (photoelectric conversion device), a light receiving mode is set so that a recording mode for writing a signal to the optical disc, a reproduction mode for reading the signal written on the optical disc, and a gain setting in accordance with the reflected light from each medium in each mode. In general, the feedback resistance of the amplifier element is switched, and the output signal amplitude of the light receiving amplifier element is set to a level within a certain range.

ゲインを切り換えるには、光を電流に変換する受光素子と、当該受光素子で変換された電流を電圧に変換する増幅回路において、フィードバック抵抗を複数備え、各メディアの使用時ごとにフィードバック抵抗を切り換える方式が用いられている。 In order to switch the gain, the light receiving element that converts light into current and the amplifier circuit that converts the current converted by the light receiving element into a voltage are provided with a plurality of feedback resistors, and the feedback resistors are switched every time each medium is used. The method is used.

昨今、ＤＶＤの２層ディスクなどのような光ディスクメディアの多様化、及び、記録再生の高速化に伴い、受光素子への入射光量が広範囲になり、ＰＤＩＣには多数のゲインを切り換える機能が要望されている。しかしながら、ゲイン設定数が多くなった場合は、フィードバック抵抗及び周波数特性の調整用に変換抵抗に並列に挿入する帰還容量が多数必要になるため、回路規模が増大し、同時に周波数特性、安定度及び応答特性などを最適化することが困難になる。 Recently, with the diversification of optical disc media such as DVD double-layer discs and the speed of recording and reproduction, the amount of light incident on the light receiving element has become widespread, and the PDIC is required to have a function of switching a large number of gains. ing. However, when the number of gain settings increases, a large number of feedback capacitors inserted in parallel with the conversion resistor for adjusting the feedback resistor and the frequency characteristic are required, so that the circuit scale increases, and at the same time, the frequency characteristic, stability and It becomes difficult to optimize response characteristics.

また、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤなどの光ディスクメディア毎に受光部を有し、受光部を切り換えて動作させ、増幅回路を共通化する場合には、最大抵抗値のフィードバック抵抗にアナログスイッチを介することなく、演算増幅器の出力端と反転入力端とに接続すると、最大ゲイン以外のゲイン設定時は、最大抵抗値のフィードバックとその他のフィードバック抵抗とを並列に接続した状態で動作することになる。このため、例えば、最大ゲインの半分のゲインを作るためには、最大抵抗値となるフィードバック抵抗を２つ並列に動作させることとなる。これは、最大ゲインの半分のゲインを単独のフィードバック抵抗で動作させる場合に比べて、フィードバック抵抗の面積が４倍になるため抵抗の寄生容量により特性劣化が生じる。 In addition, when each optical disk medium such as CD, DVD, and BD has a light receiving unit and is operated by switching the light receiving unit to share an amplifier circuit, the feedback resistor having the maximum resistance value is not connected via an analog switch. When connected to the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier, when a gain other than the maximum gain is set, the feedback is performed with the feedback of the maximum resistance value and other feedback resistors connected in parallel. Therefore, for example, in order to produce a gain that is half of the maximum gain, two feedback resistors having the maximum resistance value are operated in parallel. This is because the area of the feedback resistor is quadrupled compared to the case where a gain that is half the maximum gain is operated by a single feedback resistor, and the characteristic deterioration occurs due to the parasitic capacitance of the resistor.

また、受光部と増幅器とを複数有し、動作する増幅器を切り換える構成の場合も、スイッチの影響を受けずゲインを高速に切り換えるためには、スイッチを介さないフィードバック抵抗を接続する必要がある。このため、受光部のみを切り換える場合と同様に、例えば、最大ゲインの半分のゲインを作るためには、最大抵抗値となるフィードバック抵抗を２つ並列に動作させることとなる。これは、最大ゲインの半分のゲインを単独のフィードバック抵抗で動作させる場合に比べて、フィードバック抵抗の寄生容量により特性劣化が生じる。 Also, in the case of a configuration having a plurality of light receiving units and amplifiers and switching between operating amplifiers, it is necessary to connect a feedback resistor not through the switch in order to switch the gain at high speed without being affected by the switch. For this reason, as in the case of switching only the light receiving unit, for example, in order to create a gain that is half of the maximum gain, two feedback resistors having the maximum resistance value are operated in parallel. This is because the characteristic degradation occurs due to the parasitic capacitance of the feedback resistance as compared with the case where a gain half the maximum gain is operated by a single feedback resistance.

そこで、本発明は、回路規模の増大、及び、抵抗の寄生容量による特性劣化を軽減することのできる光電変換装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device capable of reducing an increase in circuit scale and characteristic deterioration due to a parasitic capacitance of a resistor.

上記課題を解決するため、本発明の光電変換装置は、光を電流に変換して増幅する光電変換装置であって、光を受光し、受光した光を電流に変換する第１受光素子と、前記第１受光素子が受光する光とは波長が異なる光を受光し、受光した光を電流に変換する第２受光素子と、前記第１受光素子で変換され、入力端に入力された電流を増幅し、出力端から出力する第１増幅回路と、前記第２受光素子で変換され、入力端に入力された電流を増幅し、出力端から出力する第２増幅回路と、前記第１増幅回路の入力端と出力端との間に互いに並列接続される複数の第１フィードバック回路と、前記第２増幅回路の入力端と出力端との間に互いに並列接続される複数の第２フィードバック回路と、前記複数の第１フィードバック回路の中の１つを除く残りの第１フィードバック回路のそれぞれに接続される第１スイッチと、前記複数の第２フィードバック回路のそれぞれに接続される第２スイッチと、前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路を選択的に動作させることで、前記第１受光素子と前記第２受光素子との出力を切り換える受光部切換回路とを備える。 In order to solve the above-described problems, a photoelectric conversion device of the present invention is a photoelectric conversion device that converts light into current and amplifies the light, and receives the light, and converts the received light into current. The second light receiving element that receives light having a wavelength different from that of the light received by the first light receiving element, converts the received light into current, and the current that is converted by the first light receiving element and input to the input terminal. A first amplifier circuit that amplifies and outputs from the output terminal, a second amplifier circuit that amplifies the current that is converted by the second light receiving element and is input to the input terminal, and outputs from the output terminal, and the first amplifier circuit A plurality of first feedback circuits connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the first amplifier circuit; and a plurality of second feedback circuits connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the second amplifier circuit; Removing one of the plurality of first feedback circuits. A first switch connected to each of the remaining first feedback circuits; a second switch connected to each of the plurality of second feedback circuits; and the first amplifier circuit and the second amplifier circuit selectively. A light-receiving unit switching circuit that switches the output of the first light-receiving element and the second light-receiving element by being operated is provided.

これにより、１つのフィードバック回路群では、常時接続するフィードバック回路を接続することで、スイッチ回路が有する静電容量の影響を受けることなく、高速に定常状態に静定する。また、他のフィードバック回路群では、全てのフィードバック回路をスイッチ回路に接続することで、寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を低減する。さらに、他のフィードバック回路群は、常時接続するフィードバック回路に接続されているために、スイッチ回路が有する静電容量の影響を受けることなく、高速に定常状態に静定する。 As a result, in one feedback circuit group, a feedback circuit that is always connected is connected, so that the feedback circuit group is stabilized in a steady state at high speed without being affected by the capacitance of the switch circuit. In another feedback circuit group, all the feedback circuits are connected to the switch circuit to reduce the deterioration of the frequency characteristic and the response characteristic due to the parasitic capacitance. Furthermore, since the other feedback circuit group is connected to a feedback circuit that is always connected, the feedback circuit group is settled in a steady state at high speed without being affected by the capacitance of the switch circuit.

また、前記複数の第１フィードバック回路の中で、抵抗値が最大である第１フィードバック回路は、前記第１スイッチを介さずに、前記第１増幅回路の入力端と出力端とに接続されてもよい。 The first feedback circuit having the maximum resistance value among the plurality of first feedback circuits is connected to the input terminal and the output terminal of the first amplifier circuit without going through the first switch. Also good.

これにより、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路の抵抗値を最大にすることで、当該フィードバック回路に並列接続される抵抗の合計値を最小にすることができる。よって、抵抗と基板との間に発生する寄生容量を最小にすることができ、フィードバックループ内の寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を最小にすることができる。 Thus, by maximizing the resistance value of the feedback circuit connected without using the switch, the total value of the resistors connected in parallel to the feedback circuit can be minimized. Therefore, the parasitic capacitance generated between the resistor and the substrate can be minimized, and the deterioration of the frequency characteristics and response characteristics due to the parasitic capacitance in the feedback loop can be minimized.

また、前記第１受光素子は、前記第２受光素子が受光する光が前記第２増幅回路に必要とする周波数特性より、前記第１増幅回路に必要とする周波数特性が低い光を受光してもよい。 The first light receiving element receives light having lower frequency characteristics required for the first amplifier circuit than frequency characteristics required for the second amplifier circuit by light received by the second light receiving element. Also good.

これにより、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も周波数特性が低い光信号を入射させるように設定することで、高い周波数特性を必要とする他の光信号を、より周波数特性の高い回路で処理することができる。 This allows other optical signals that require high frequency characteristics to be set so that the optical signal with the lowest frequency characteristics is incident on the light receiving element connected to the feedback circuit that is connected without going through the switch. Can be processed by a circuit with higher frequency characteristics.

また、前記第１受光素子は、前記第２受光素子が受光する光より波長の長い光を受光してもよい。 The first light receiving element may receive light having a longer wavelength than light received by the second light receiving element.

これにより、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も長い波長の光信号を入射させるように設定することで、高い周波数特性を必要とする波長が短い光信号を、より周波数特性の高い回路で処理することができる。 As a result, an optical signal with a short wavelength that requires high frequency characteristics is set by making the light signal of the longest wavelength incident on the light receiving element connected to the feedback circuit connected without going through the switch. Can be processed by a circuit with higher frequency characteristics.

また、前記第１フィードバック回路は、抵抗とキャパシタとが並列接続された回路であってもよい。 The first feedback circuit may be a circuit in which a resistor and a capacitor are connected in parallel.

これにより、フィードバック用の抵抗に並列にキャパシタを接続することにより、フィードバックループの動作を安定化させることができる。 Thereby, the operation of the feedback loop can be stabilized by connecting a capacitor in parallel with the feedback resistor.

また、前記光電変換装置は、さらに、前記複数の第１フィードバック回路と同じ抵抗で構成された第１オフセットキャンセル回路と、前記複数の第２フィードバック回路と同じ抵抗で構成された第２オフセットキャンセル回路と、前記第１及び第２オフセットキャンセル回路の一端に接続され、所定の基準電圧を供給する基準電圧源とを備え、前記第１増幅回路は、差動増幅回路であり、反転入力端に前記第１受光素子と前記複数の第１フィードバック回路群の一端とが接続され、非反転入力端に前記第１オフセットキャンセル回路の他端が接続され、前記第２増幅回路は、差動増幅回路であり、反転入力端に前記第２受光素子と前記複数の第２フィードバック回路群の一端とが接続され、非反転入力端に前記第２オフセットキャンセル回路の他端が接続されてもよい。 The photoelectric conversion device further includes a first offset cancel circuit configured with the same resistance as the plurality of first feedback circuits, and a second offset cancel circuit configured with the same resistance as the plurality of second feedback circuits. And a reference voltage source connected to one end of the first and second offset cancel circuits and supplying a predetermined reference voltage, the first amplifier circuit is a differential amplifier circuit, and the inverting input terminal A first light receiving element is connected to one end of the plurality of first feedback circuit groups, the other end of the first offset cancel circuit is connected to a non-inverting input terminal, and the second amplifier circuit is a differential amplifier circuit. And the second light receiving element and one end of the plurality of second feedback circuit groups are connected to the inverting input terminal, and the second offset cancel circuit is connected to the non-inverting input terminal. The other end may be connected.

これにより、増幅回路に発生するオフセット電圧をキャンセルすることができる。
また、前記光電変換装置は、さらに、前記第２受光素子に並列に接続され、所定の電流を出力する第１電流源と、前記第１増幅回路及び前記第２増幅回路の非反転入力端に接続され、所定の電流を出力する第２電流源とを備えてもよい。 Thereby, the offset voltage generated in the amplifier circuit can be canceled.
In addition, the photoelectric conversion device is further connected to the second light receiving element in parallel, a first current source that outputs a predetermined current, and a non-inverting input terminal of the first amplifier circuit and the second amplifier circuit. And a second current source that is connected and outputs a predetermined current.

これにより、ゲイン切換の遅延及びオフセット電圧をキャンセルすることができる。 Thereby, delay of gain switching and offset voltage can be canceled.

本発明の構成により、アナログスイッチが有する静電容量などの寄生素子の影響を受けることなく、高速にゲインを切り換えることができ、かつ、フィードバック抵抗の寄生容量による特性劣化を軽減することができる。 According to the configuration of the present invention, the gain can be switched at high speed without being affected by parasitic elements such as the capacitance of the analog switch, and characteristic deterioration due to the parasitic capacitance of the feedback resistor can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施の形態１）
実施の形態１の光電変換装置は、複数の受光素子と、当該複数の受光素子のそれぞれに対応する複数の増幅回路を備える。複数のフィードバック回路を含むフィードバック回路群が、複数の増幅回路のそれぞれに接続されており、１つのフィードバック回路群の１つのフィードバック回路はスイッチ回路を介さずに接続され、残りのフィードバック回路の全てにはスイッチ回路を介して接続されている。 (Embodiment 1)
The photoelectric conversion device of Embodiment 1 includes a plurality of light receiving elements and a plurality of amplifier circuits corresponding to each of the plurality of light receiving elements. A feedback circuit group including a plurality of feedback circuits is connected to each of the plurality of amplifier circuits, and one feedback circuit of one feedback circuit group is connected without passing through a switch circuit, and is connected to all of the remaining feedback circuits. Are connected via a switch circuit.

図１は、実施の形態１の光電変換装置を示す回路図である。同図の光電変換装置１００は、受光素子１０１と、受光素子１０２と、増幅回路１０３と、増幅回路１０４と、フィードバック回路群１０５と、フィードバック回路群１０６と、出力回路１０７と、受光部切換回路１０８とを備える。 FIG. 1 is a circuit diagram illustrating the photoelectric conversion device according to the first embodiment. The photoelectric conversion device 100 in FIG. 1 includes a light receiving element 101, a light receiving element 102, an amplifier circuit 103, an amplifier circuit 104, a feedback circuit group 105, a feedback circuit group 106, an output circuit 107, and a light receiving unit switching circuit. 108.

受光素子１０１及び１０２は、互いに波長の異なる光を受光し、受光した光を電流に変換する。ここでは、受光素子１０１及び１０２はフォトダイオードであり、アノードが接地され、カソードは、それぞれ増幅回路１０３及び１０４の入力に接続される。 The light receiving elements 101 and 102 receive light having different wavelengths, and convert the received light into current. Here, the light receiving elements 101 and 102 are photodiodes, their anodes are grounded, and their cathodes are connected to the inputs of the amplifier circuits 103 and 104, respectively.

増幅回路１０３及び１０４は、それぞれ、受光素子１０１及び１０２で変換され、入力端に入力された電流を増幅し、出力端から出力する。同図に示すように、例えば、差動増幅回路である。差動増幅回路である増幅回路１０３の反転入力端子は、受光素子１０１とフィードバック回路群１０５とに接続され、非反転入力端子は、例えば、接地される。出力端子は、出力回路１０７に接続される。 The amplifier circuits 103 and 104 amplify the current converted by the light receiving elements 101 and 102 and input to the input terminal, and output from the output terminal. As shown in the figure, for example, a differential amplifier circuit. The inverting input terminal of the amplifier circuit 103 which is a differential amplifier circuit is connected to the light receiving element 101 and the feedback circuit group 105, and the non-inverting input terminal is grounded, for example. The output terminal is connected to the output circuit 107.

フィードバック回路群１０５は、増幅回路１０３の入力端と出力端との間に並列接続される複数のフィードバック回路の集合である。図１に示すように、フィードバック回路群１０５は、複数のフィードバック回路１０５ａ、１０５ｂ及び１０９と、スイッチ回路群１１０とを含む。スイッチ回路群１１０は、スイッチ回路１１０ａ及び１１０ｂを含む。フィードバック回路の詳細については、図面を用いて後述する。 The feedback circuit group 105 is a set of a plurality of feedback circuits connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the amplifier circuit 103. As shown in FIG. 1, the feedback circuit group 105 includes a plurality of feedback circuits 105 a, 105 b and 109, and a switch circuit group 110. The switch circuit group 110 includes switch circuits 110a and 110b. Details of the feedback circuit will be described later with reference to the drawings.

フィードバック回路１０５ａ及び１０５ｂは、それぞれ、スイッチ回路１１０ａ及び１１０ｂと直列接続されている。フィードバック回路１０９は、スイッチ回路を介さずに、増幅回路１０３の入力端と出力端との間に接続されている。スイッチ回路群１１０は、含まれるスイッチ回路を切り換えることで、フィードバックループの動作を選択する。 The feedback circuits 105a and 105b are connected in series with the switch circuits 110a and 110b, respectively. The feedback circuit 109 is connected between the input terminal and the output terminal of the amplifier circuit 103 without using a switch circuit. The switch circuit group 110 selects the operation of the feedback loop by switching the included switch circuits.

なお、図１には、フィードバック回路群１０５は、３つのフィードバック回路と２つのスイッチ回路とを含む構成を示したが、スイッチ回路を介さないフィードバック回路と、スイッチ回路を介したフィードバック回路とを含む構成であれば、フィードバック回路及びスイッチ回路の個数は、いくつであってもよい。 1 shows a configuration in which the feedback circuit group 105 includes three feedback circuits and two switch circuits. However, the feedback circuit group 105 includes a feedback circuit that does not include a switch circuit and a feedback circuit that includes a switch circuit. As long as the configuration is adopted, the number of feedback circuits and switch circuits may be any number.

フィードバック回路群１０６は、増幅回路１０４の入力端と出力端との間に並列接続される複数のフィードバック回路の集合である。図１に示すように、フィードバック回路群１０６は、複数のフィードバック回路１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃと、スイッチ回路群１１１とを含む。スイッチ回路群１１１は、スイッチ回路１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃを含む。複数のフィードバック回路１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃは、それぞれ、スイッチ回路１１１ａ、１１１ｂ及び１１１ｃに直列接続される。スイッチ回路群１１１は、含まれるスイッチ回路を切り換えることで、フィードバックループの動作を選択する。 The feedback circuit group 106 is a set of a plurality of feedback circuits connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the amplifier circuit 104. As shown in FIG. 1, the feedback circuit group 106 includes a plurality of feedback circuits 106 a, 106 b and 106 c and a switch circuit group 111. The switch circuit group 111 includes switch circuits 111a, 111b, and 111c. The plurality of feedback circuits 106a, 106b, and 106c are connected in series to the switch circuits 111a, 111b, and 111c, respectively. The switch circuit group 111 selects the operation of the feedback loop by switching the included switch circuits.

出力回路１０７は、増幅回路１０３の出力端と増幅回路１０４の出力端とに接続される出力回路である。 The output circuit 107 is an output circuit connected to the output terminal of the amplifier circuit 103 and the output terminal of the amplifier circuit 104.

受光部切換回路１０８は、いずれの受光素子に光信号が入射されるかに応じて、動作する増幅回路を選択する。 The light receiving unit switching circuit 108 selects an amplifying circuit that operates according to which light receiving element receives the optical signal.

続いて、実施の形態１の光電変換装置１００の動作について説明する。まず、受光素子１０１に光信号が入射される場合について説明する。なお、いずれの受光素子に光信号が入射されるかは、例えば、ＣＤ又はＤＶＤなどのメディアに応じて切り換えることができる。 Next, the operation of the photoelectric conversion device 100 according to Embodiment 1 will be described. First, a case where an optical signal is incident on the light receiving element 101 will be described. In addition, it can be switched according to media, such as CD or DVD, for which optical signal is incident on which light receiving element.

受光素子１０１に光信号が入射される場合、受光部切換回路１０８は、増幅回路１０３にのみ電流を供給し、増幅回路１０３を動作状態にする。また、スイッチ回路群１１０は、入射光に対応するように、接続状態となるフィードバック回路を選択することで、ゲインを設定する。例えば、再生モードから記録モード、若しくは、記録モードから再生モードに切り換わり、入射光の強度が変わる際には、再びスイッチ回路群１１０は、接続状態となるフィードバック回路を選択することで、ゲインを切り換える。 When an optical signal is incident on the light receiving element 101, the light receiving unit switching circuit 108 supplies a current only to the amplifier circuit 103 and puts the amplifier circuit 103 into an operating state. Further, the switch circuit group 110 sets a gain by selecting a feedback circuit that is in a connected state so as to correspond to incident light. For example, when switching from the reproduction mode to the recording mode or from the recording mode to the reproduction mode and the intensity of the incident light changes, the switch circuit group 110 again selects the feedback circuit that is in the connected state, thereby increasing the gain. Switch.

このとき、フィードバック回路１０９は、スイッチ回路を介さず、全てのゲイン設定において接続状態となっている。このため、フィードバック回路を選択してゲインを切り換えた場合に、スイッチ回路群１１０が有する静電容量の影響を受けることなく、出力電圧は高速に定常状態に静定する。 At this time, the feedback circuit 109 is connected in all gain settings without going through the switch circuit. For this reason, when the feedback circuit is selected and the gain is switched, the output voltage is stabilized at a high speed without being affected by the capacitance of the switch circuit group 110.

次に、受光素子１０２に光信号が入射される場合について説明する。
受光素子１０２に光信号が入射される場合、受光部切換回路１０８は、増幅回路１０４にのみ電流を供給し、増幅回路１０４を動作状態にする。また、スイッチ回路群１１１は、入射光に対応するように、接続状態となるフィードバック回路を選択することで、ゲインを設定する。例えば、再生モードから記録モード、若しくは、記録モードから再生モードに切り換わり、入射光の強度が変わる際には、再びスイッチ回路群１１１は、接続状態となるフィードバック回路を選択し、ゲインを切り換える。 Next, a case where an optical signal is incident on the light receiving element 102 will be described.
When an optical signal is incident on the light receiving element 102, the light receiving unit switching circuit 108 supplies a current only to the amplifier circuit 104, and puts the amplifier circuit 104 into an operating state. Further, the switch circuit group 111 sets a gain by selecting a feedback circuit that is in a connected state so as to correspond to incident light. For example, when switching from the reproduction mode to the recording mode or from the recording mode to the reproduction mode and the intensity of the incident light changes, the switch circuit group 111 again selects a feedback circuit to be connected and switches the gain.

このとき、スイッチ回路群１１１は、フィードバック回路１０９を介して、常時受光素子１０１に接続されている。常時受光素子１０１に接続されていないと、ゲインを切り換える際にスイッチ回路の静電容量に電荷がチャージされ、ゲインが切り換わってディスチャージされる時間分の遅延が、ゲインの切り換え時に発生する。これは、フィードバック回路群１０６に含まれるフィードバック回路は、全てのフィードバックループにスイッチ回路を介しているためである。 At this time, the switch circuit group 111 is always connected to the light receiving element 101 via the feedback circuit 109. If it is not always connected to the light receiving element 101, electric charges are charged in the capacitance of the switch circuit when the gain is switched, and a delay corresponding to the time when the gain is switched and discharged occurs when the gain is switched. This is because the feedback circuits included in the feedback circuit group 106 pass through switch circuits in all feedback loops.

本実施の形態においては、スイッチ回路群１１１は、フィードバック回路１０９を介して、常時受光素子１０１に接続されているため、スイッチ回路群１１１でチャージされた電荷は、受光素子１０１に入射された迷光又は暗電流などにより発生した電流によって引き抜かれる。このため、出力電圧は高速に定常状態に静定し、ゲインを高速に切り換えることができる。 In the present embodiment, since the switch circuit group 111 is always connected to the light receiving element 101 via the feedback circuit 109, the charge charged by the switch circuit group 111 is stray light incident on the light receiving element 101. Or it is extracted by the current generated by dark current or the like. For this reason, the output voltage can be settled in a steady state at high speed, and the gain can be switched at high speed.

図２は、実施の形態１のフィードバック回路１０９の内部回路を示す図である。なお、フィードバック回路群１０５及び１０６に含まれる他のフィードバック回路も同じ構成である。図２に示すように、フィードバック回路１０９は、フィードバック抵抗２０１と、帰還容量２０２とを含む。 FIG. 2 is a diagram illustrating an internal circuit of the feedback circuit 109 according to the first embodiment. The other feedback circuits included in the feedback circuit groups 105 and 106 have the same configuration. As shown in FIG. 2, the feedback circuit 109 includes a feedback resistor 201 and a feedback capacitor 202.

フィードバック抵抗２０１は、受光部で発生した電流を電圧に変換するための抵抗である。帰還容量２０２は、フィードバックを安定化させるための帰還容量である。 The feedback resistor 201 is a resistor for converting a current generated in the light receiving unit into a voltage. The feedback capacitor 202 is a feedback capacitor for stabilizing feedback.

上述したように複数のゲインを設定するためには、様々な抵抗値を持つフィードバック抵抗２０１が必要である。スイッチ回路を介してフィードバック抵抗２０１を並列に接続し、スイッチ回路によって、接続されるフィードバック抵抗を切り換えることで、複数のゲインを設定する。 As described above, in order to set a plurality of gains, the feedback resistor 201 having various resistance values is necessary. A plurality of gains are set by connecting feedback resistors 201 in parallel via a switch circuit and switching the feedback resistors connected by the switch circuit.

ここで、フィードバック回路群１０５において、ｎ個のフィードバック抵抗を並列接続する場合、各フィードバック抵抗の値をＲｆ１、Ｒｆ２、・・・、Ｒｆｎとし、その中でもフィードバック回路１０９のフィードバック抵抗の値をＲｆ１とする。スイッチ回路群１１０に含まれるスイッチ回路が全てオープン状態では、フィードバック回路群１０５のゲインＲｆは、Ｒｆ１となる。 Here, when n feedback resistors are connected in parallel in the feedback circuit group 105, the values of the feedback resistors are Rf1, Rf2,..., Rfn, and among them, the value of the feedback resistor of the feedback circuit 109 is Rf1. To do. When all the switch circuits included in the switch circuit group 110 are open, the gain Rf of the feedback circuit group 105 is Rf1.

次に、Ｒｆ２に接続されたスイッチ回路を接続状態にすると、ゲインＲｆは、
Ｒｆ＝（Ｒｆ１×Ｒｆ２）／（Ｒｆ１＋Ｒｆ２）
となる。 Next, when the switch circuit connected to Rf2 is connected, the gain Rf is
Rf = (Rf1 × Rf2) / (Rf1 + Rf2)
It becomes.

このとき、ＲｆとＲｆ１及びＲｆ２との大きさを比較すると、
Ｒｆ＜Ｒｆ１
Ｒｆ＜Ｒｆ２
となる。複数のフィードバック抵抗を接続状態にして並列動作させた場合も同様である。 At this time, comparing the magnitudes of Rf and Rf1 and Rf2,
Rf <Rf1
Rf <Rf2
It becomes. The same applies when a plurality of feedback resistors are connected and operated in parallel.

以上のように、フィードバック回路群１０５においては、ゲインＲｆを設計するには、常にフィードバック回路１０９内の抵抗値Ｒｆ１と、Ｒｆより大きい値の抵抗Ｒｆ２とを用いて構成することが必要となる。 As described above, in order to design the gain Rf in the feedback circuit group 105, it is necessary to always use the resistance value Rf1 in the feedback circuit 109 and the resistance Rf2 having a value larger than Rf.

次に、フィードバック回路群１０６においては、フィードバック回路１０９のような常時接続の抵抗が存在しないため、任意のゲイン値Ｒｆは、抵抗値がＲｆとなるフィードバック回路のみを選択することにより構成できる。 Next, in the feedback circuit group 106, since there is no always-connected resistance like the feedback circuit 109, an arbitrary gain value Rf can be configured by selecting only a feedback circuit having a resistance value Rf.

すなわち、フィードバック回路群１０６の構成は、フィードバック回路群１０５の構成よりも使用する抵抗を小さくすることができる。 That is, the configuration of the feedback circuit group 106 can use a smaller resistance than the configuration of the feedback circuit group 105.

フィードバック回路の抵抗を小さくできるということは、フィードバック抵抗と半導体の基板（ＧＮＤ）と間に発生する寄生容量を低減することができる。このため、フィードバックループ内の寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を低減することができる。 The fact that the resistance of the feedback circuit can be reduced can reduce the parasitic capacitance generated between the feedback resistor and the semiconductor substrate (GND). For this reason, it is possible to reduce deterioration of frequency characteristics and response characteristics due to parasitic capacitance in the feedback loop.

次に、スイッチ回路の構成について説明する。
図３は、バイポーラトランジスタを用いてスイッチ回路を構成する場合の光電変換装置の構成図である。同図に示す光電変換装置３００は、図１の光電変換装置１００と比較して、スイッチ回路群１１０の代わりにスイッチ回路群３１０を、スイッチ回路群１１１の代わりにスイッチ回路群３１１を備える。さらに、光電変換装置３００は、ゲイン切換回路３１２を備える。 Next, the configuration of the switch circuit will be described.
FIG. 3 is a configuration diagram of a photoelectric conversion device when a switch circuit is configured using bipolar transistors. The photoelectric conversion device 300 illustrated in FIG. 1 includes a switch circuit group 310 instead of the switch circuit group 110 and a switch circuit group 311 instead of the switch circuit group 111, as compared with the photoelectric conversion device 100 of FIG. Further, the photoelectric conversion device 300 includes a gain switching circuit 312.

スイッチ回路群３１０は、フィードバック回路群１０５のフィードバック回路に含まれる抵抗と増幅回路１０３の出力端との間に設けられたバイポーラトランジスタである。それぞれのバイポーラトランジスタのベースはゲイン切換回路３１２に接続され、コレクタは出力回路１０７に接続され、エミッタはフィードバック回路の抵抗に接続される。 The switch circuit group 310 is a bipolar transistor provided between the resistor included in the feedback circuit of the feedback circuit group 105 and the output terminal of the amplifier circuit 103. The base of each bipolar transistor is connected to the gain switching circuit 312, the collector is connected to the output circuit 107, and the emitter is connected to the resistance of the feedback circuit.

スイッチ回路群３１１は、フィードバック回路群１０６のフィードバック回路に含まれる抵抗と増幅回路１０４の出力端との間に設けられたバイポーラトランジスタである。それぞれのバイポーラトランジスタのベースはゲイン切換回路３１２に接続され、コレクタは出力回路１０７に接続され、エミッタはフィードバック回路の抵抗に接続される。 The switch circuit group 311 is a bipolar transistor provided between the resistor included in the feedback circuit of the feedback circuit group 106 and the output terminal of the amplifier circuit 104. The base of each bipolar transistor is connected to the gain switching circuit 312, the collector is connected to the output circuit 107, and the emitter is connected to the resistance of the feedback circuit.

ゲイン切換回路３１２は、スイッチ回路群３１０及び３１１を制御する。いずれの受光素子に光信号が入射されるか、及び、どのようなゲインが必要か（例えば、再生モードか記録モードか）に応じて、各スイッチ回路群のバイポーラトランジスタへのベース電流の供給を切り換える。 The gain switching circuit 312 controls the switch circuit groups 310 and 311. The base current is supplied to the bipolar transistors of each switch circuit group depending on which light receiving element the optical signal is incident on and what gain is required (for example, reproduction mode or recording mode). Switch.

ゲイン切換回路３１２は、バイポーラトランジスタのベース電流の供給を選択するため、ベース電流が供給されたバイポーラトランジスタは、出力側からコレクタ電流を供給し、エミッタに接続された受光素子に電流が流れる。ゆえに、スイッチ回路をバイポーラトランジスタで構成する場合には、フィードバック回路の抵抗と増幅回路の出力端の間に配置することにより、動作が安定する。 Since the gain switching circuit 312 selects the supply of the base current of the bipolar transistor, the bipolar transistor supplied with the base current supplies the collector current from the output side, and the current flows through the light receiving element connected to the emitter. Therefore, when the switch circuit is composed of bipolar transistors, the operation is stabilized by disposing it between the resistance of the feedback circuit and the output terminal of the amplifier circuit.

なお、スイッチ回路は、電界効果トランジスタで構成してもよい。
図４は、ＭＯＳ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタを用いてスイッチ回路を構成する場合の光電変換装置の構成図である。同図に示す光電変換装置４００は、図１の光電変換装置１００と比較して、スイッチ回路群１１０の代わりにスイッチ回路群４１０を、スイッチ回路群１１１の代わりにスイッチ回路群４１１を備える。さらに、光電変換装置４００は、ゲイン切換回路４１２を備える。 Note that the switch circuit may be formed of a field effect transistor.
FIG. 4 is a configuration diagram of a photoelectric conversion device in a case where a switch circuit is configured using a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor. Compared with the photoelectric conversion device 100 in FIG. 1, the photoelectric conversion device 400 illustrated in FIG. 1 includes a switch circuit group 410 instead of the switch circuit group 110 and a switch circuit group 411 instead of the switch circuit group 111. Further, the photoelectric conversion device 400 includes a gain switching circuit 412.

スイッチ回路群４１０は、フィードバック回路群１０５のフィードバック回路に含まれる抵抗と受光素子１０１との間に設けられたＭＯＳトランジスタである。 The switch circuit group 410 is a MOS transistor provided between the resistor included in the feedback circuit of the feedback circuit group 105 and the light receiving element 101.

スイッチ回路群４１１は、フィードバック回路群１０６のフィードバック回路に含まれる抵抗と受光素子１０２との間に設けられたＭＯＳトランジスタである。 The switch circuit group 411 is a MOS transistor provided between the resistor included in the feedback circuit of the feedback circuit group 106 and the light receiving element 102.

ゲイン切換回路４１２は、スイッチ回路群４１０及び４１１を制御する。各スイッチ回路群のＭＯＳトランジスタのゲート電圧の供給を切り換える。 The gain switching circuit 412 controls the switch circuit groups 410 and 411. The supply of the gate voltage of the MOS transistor of each switch circuit group is switched.

ＭＯＳトランジスタを用いる場合は、その特性上、バイポーラトランジスタと異なり、フィードバック抵抗と受光素子との間にスイッチ回路を配置する必要がある。 When a MOS transistor is used, it is necessary to dispose a switch circuit between the feedback resistor and the light receiving element, unlike the bipolar transistor, due to its characteristics.

以上のように、本実施の形態の光電変換装置では、１つのフィードバック回路群では、常時接続するフィードバック回路により、スイッチ回路が有する静電容量の影響を受けることなく、高速に定常状態に静定する。また、他のフィードバック回路群では、全てのフィードバック回路をスイッチ回路に接続することで、寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を低減する。さらに、他のフィードバック回路群は、常時接続するフィードバック回路に接続されているために、スイッチ回路が有する静電容量の影響を受けることなく、高速に定常状態に静定する。 As described above, in the photoelectric conversion device of this embodiment, in one feedback circuit group, the feedback circuit that is always connected is stabilized at a high speed in a steady state without being affected by the capacitance of the switch circuit. To do. In another feedback circuit group, all the feedback circuits are connected to the switch circuit to reduce the deterioration of the frequency characteristic and the response characteristic due to the parasitic capacitance. Furthermore, since the other feedback circuit group is connected to a feedback circuit that is always connected, the feedback circuit group is settled in a steady state at high speed without being affected by the capacitance of the switch circuit.

（実施の形態２）
実施の形態２の光電変換装置は、実施の形態１の光電変換装置の構成において、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路の抵抗が、並列接続された他のフィードバック回路のいずれの抵抗よりも大きい抵抗値を有する。 (Embodiment 2)
In the photoelectric conversion device according to the second embodiment, in the configuration of the photoelectric conversion device according to the first embodiment, the resistance of the feedback circuit connected without a switch is higher than the resistance of any other feedback circuit connected in parallel. Has a large resistance value.

実施の形態２の光電変換装置は、様々な抵抗値を持つフィードバック抵抗２０１を、スイッチ回路群１１０を介して並列に接続し、スイッチ回路群１１０によって、接続されるフィードバック抵抗を切り換えることで、複数のゲインを設定する。すなわちｎ個のフィードバック抵抗を並列接続する場合、実施の形態１の場合と同様に、各フィードバック抵抗の値をＲｆ１、Ｒｆ２、・・・、Ｒｆｎとし、その中でもフィードバック回路１０９のフィードバック抵抗の値をＲｆ１とする。スイッチ回路群１１０に含まれるスイッチ回路が全てオープン状態では、フィードバック回路群１０５のゲインＲｆはＲｆ１となる。 In the photoelectric conversion device according to the second embodiment, feedback resistors 201 having various resistance values are connected in parallel through the switch circuit group 110, and a plurality of feedback resistors are switched by the switch circuit group 110. Set the gain. That is, when n feedback resistors are connected in parallel, the values of the feedback resistors are Rf1, Rf2,..., Rfn, as in the first embodiment, and among them, the value of the feedback resistor of the feedback circuit 109 is the same. Let Rf1. When all the switch circuits included in the switch circuit group 110 are open, the gain Rf of the feedback circuit group 105 is Rf1.

このとき、ＲｆとＲｆ１との大きさを比較すると、
Ｒｆ＜Ｒｆ１
となる。複数のフィードバック抵抗を接続状態にして並列動作させた場合も同様である。 At this time, comparing the magnitudes of Rf and Rf1,
Rf <Rf1
It becomes. The same applies when a plurality of feedback resistors are connected and operated in parallel.

よって、スイッチ回路群１１０を介さずに常時接続するＲｆ１を、Ｒｆ１、Ｒｆ２、・・・、Ｒｆｎの中で最大抵抗値となるように設計すれば、抵抗の合計値Ｒｓｕｍ（＝Ｒｆ１＋Ｒｆ２＋・・・＋Ｒｆｎ）を最小にすることができる。 Therefore, if Rf1, which is always connected without going through the switch circuit group 110, is designed to have the maximum resistance value among Rf1, Rf2,..., Rfn, the total resistance value Rsum (= Rf1 + Rf2 +. + Rfn) can be minimized.

抵抗の合計値を最小にするとフィードバック抵抗と半導体の基板（ＧＮＤ）との間に発生する寄生容量を最小にすることができる。このため、フィードバックループ内の寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を最小にすることができる。 When the total value of the resistors is minimized, the parasitic capacitance generated between the feedback resistor and the semiconductor substrate (GND) can be minimized. For this reason, it is possible to minimize the deterioration of the frequency characteristic and the response characteristic due to the parasitic capacitance in the feedback loop.

以上のように、実施の形態２の光電変換装置では、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路の抵抗の抵抗値を、並列接続された他のフィードバック回路のいずれの抵抗よりも大きくすることで、抵抗と基板との間に発生する寄生容量を最小にすることができる。よって、フィードバックループ内の寄生容量による周波数特性及び応答特性の劣化を最小にすることができる。 As described above, in the photoelectric conversion device according to the second embodiment, the resistance value of the resistance of the feedback circuit connected without using the switch is made larger than any resistance of the other feedback circuits connected in parallel. The parasitic capacitance generated between the resistor and the substrate can be minimized. Therefore, it is possible to minimize the deterioration of the frequency characteristic and the response characteristic due to the parasitic capacitance in the feedback loop.

（実施の形態３）
実施の形態３の光電変換装置は、実施の形態１の光電変換装置の構成において、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も周波数特性が低い光信号を入射させる。 (Embodiment 3)
The photoelectric conversion device according to the third embodiment is configured such that an optical signal having the lowest frequency characteristic is incident on the light receiving element connected to the feedback circuit connected without using the switch in the configuration of the photoelectric conversion device according to the first embodiment. Let

受光素子１０１に接続されるフィードバック回路群１０５は、常時接続状態となっているフィードバック回路１０９を有している。このため、受光素子１０２に接続されるフィードバック回路群１０６の構成と比較すると、使用する抵抗値が大きくなるため、フィードバック抵抗と半導体の基板（ＧＮＤ）との間に発生する寄生容量が大きく、周波数特性が低くなる。 The feedback circuit group 105 connected to the light receiving element 101 includes a feedback circuit 109 that is always connected. For this reason, compared to the configuration of the feedback circuit group 106 connected to the light receiving element 102, the resistance value to be used is large, so that the parasitic capacitance generated between the feedback resistor and the semiconductor substrate (GND) is large, and the frequency Characteristics are lowered.

そこで、受光素子１０１に最も入力信号の周波数特性が低い光信号が入射するように設定し、高い周波数特性が必要とされる他の光信号を受光素子１０２に入射することで、高速に処理することが可能となる。 Therefore, it is set so that an optical signal having the lowest frequency characteristic of the input signal is incident on the light receiving element 101, and another optical signal requiring high frequency characteristics is incident on the light receiving element 102, thereby processing at high speed. It becomes possible.

以上のように、実施の形態３の光電変換装置では、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も周波数特性が低い光信号を入射させるように設定される。これにより、高い周波数特性を必要とする他の光信号を、より周波数特性の高い回路で処理することができる。 As described above, in the photoelectric conversion device according to the third embodiment, the optical signal having the lowest frequency characteristic is set to be incident on the light receiving element connected to the feedback circuit connected without using the switch. As a result, other optical signals requiring high frequency characteristics can be processed by a circuit having higher frequency characteristics.

（実施の形態４）
実施の形態４の光電変換装置は、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も長い波長の光信号を入射させる。 (Embodiment 4)
The photoelectric conversion device according to the fourth embodiment causes an optical signal having the longest wavelength to enter a light receiving element connected to a feedback circuit connected without using a switch.

一般的に、ＣＤ用のレーザー光の波長は７８０ｎｓ、ＤＶＤ用のレーザー光の波長は６５０ｎｍ、ＢＤ用のレーザー光の波長は４０５ｎｍであり、光ディスクに記録できる情報の大容量化と高速処理のためにレーザー光の波長を短くし、スポット径を小さくすることで対応してきた。ゆえに、光ディスクを回転させるモーターの回転数が等しい場合は、短波長時の方が光信号の周波数は高くなるため、受光素子１０１に波長の長い光信号が入射するように設定することで、周波数特性が必要とされる短波長の光信号を受光素子１０２に入射し、高速に処理することが可能となる。 In general, the wavelength of the laser beam for CD is 780 ns, the wavelength of the laser beam for DVD is 650 nm, and the wavelength of the laser beam for BD is 405 nm. In addition, the laser beam wavelength has been shortened and the spot diameter has been reduced. Therefore, when the number of rotations of the motor for rotating the optical disk is equal, the frequency of the optical signal is higher at the short wavelength, and therefore, by setting the optical signal having a long wavelength to be incident on the light receiving element 101, the frequency An optical signal having a short wavelength that requires characteristics is incident on the light receiving element 102 and can be processed at high speed.

以上のように、実施の形態４の光電変換装置では、スイッチを介さずに接続されたフィードバック回路に接続されている受光素子に、最も長い波長の光信号を入射させるように設定される。これにより、高い周波数特性を必要とする波長が短い光信号を、より周波数特性の高い回路で処理することができる。 As described above, the photoelectric conversion device according to the fourth embodiment is set so that the optical signal having the longest wavelength is incident on the light receiving element connected to the feedback circuit connected without using the switch. Thus, an optical signal having a short wavelength that requires high frequency characteristics can be processed by a circuit having higher frequency characteristics.

（実施の形態５）
実施の形態５の光電変換装置は、増幅回路の非反転入力端子側に、反転入力端子側に接続されるフィードバック回路群と同じ構成のオフセットキャンセル回路が接続される。 (Embodiment 5)
In the photoelectric conversion device according to the fifth embodiment, an offset cancel circuit having the same configuration as that of the feedback circuit group connected to the inverting input terminal side is connected to the non-inverting input terminal side of the amplifier circuit.

図５は、本実施の形態の光電変換装置を示す回路図である。同図の光電変換装置５００は、実施の形態１の光電変換装置１００と比較して、新たに、オフセットキャンセル回路５１３及び５１４を備える点が異なっている。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ点についての説明を省略する。 FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the photoelectric conversion device of this embodiment. The photoelectric conversion device 500 in the figure is different from the photoelectric conversion device 100 of Embodiment 1 in that offset cancel circuits 513 and 514 are newly provided. Below, it demonstrates centering on a different point from Embodiment 1, and abbreviate | omits description about the same point.

オフセットキャンセル回路５１３及び５１４は、それぞれ、増幅回路１０３及び１０４に発生するオフセット電圧をキャンセルするための回路である。 The offset cancel circuits 513 and 514 are circuits for canceling offset voltages generated in the amplifier circuits 103 and 104, respectively.

オフセットキャンセル回路５１３は、フィードバック回路群１０５と同じ回路構成である。オフセットキャンセル回路５１３の一端は、増幅回路１０３の差動入力の非反転入力端子側に接続される。他端は、予め定められた電圧を供給する基準電圧源に接続される。 The offset cancel circuit 513 has the same circuit configuration as that of the feedback circuit group 105. One end of the offset cancel circuit 513 is connected to the non-inverting input terminal side of the differential input of the amplifier circuit 103. The other end is connected to a reference voltage source that supplies a predetermined voltage.

オフセットキャンセル回路５１４は、フィードバック回路群１０６と同じ回路構成である。オフセットキャンセル回路５１４の一端は、増幅回路１０４の差動入力の非反転入力端子側に接続される。他端は、オフセットキャンセル回路５１３と同様に、基準電圧源に接続される。 The offset cancel circuit 514 has the same circuit configuration as that of the feedback circuit group 106. One end of the offset cancel circuit 514 is connected to the non-inverting input terminal side of the differential input of the amplifier circuit 104. The other end is connected to a reference voltage source in the same manner as the offset cancel circuit 513.

受光素子１０１及びフィードバック回路群１０５が接続された増幅回路１０３において、反転入力端子側のトランジスタのベース電流はフィードバック回路群１０５を介して供給されるため、フィードバック抵抗において電圧降下が発生し、オフセット電圧が発生する。このとき、図５に示すように、増幅回路１０３の差動入力の非反転入力端子側にフィードバック回路群１０５と同じ構成の抵抗を介して基準電圧源に接続する。これにより、フィードバック回路群１０５で発生する電圧降下と同値の電圧が発生し、オフセット電圧が打ち消される。 In the amplifier circuit 103 to which the light receiving element 101 and the feedback circuit group 105 are connected, since the base current of the transistor on the inverting input terminal side is supplied via the feedback circuit group 105, a voltage drop occurs in the feedback resistor, and the offset voltage Will occur. At this time, as shown in FIG. 5, the non-inverting input terminal side of the differential input of the amplifier circuit 103 is connected to a reference voltage source via a resistor having the same configuration as that of the feedback circuit group 105. As a result, a voltage having the same value as the voltage drop generated in the feedback circuit group 105 is generated, and the offset voltage is canceled.

以上のように、実施の形態５の光電変換装置では、増幅回路の非反転入力端子側に、反転入力端子側に接続されるフィードバック回路群と同じ構成のオフセットキャンセル回路が接続されることで、増幅回路に発生するオフセット電圧をキャンセルすることができる。 As described above, in the photoelectric conversion device of the fifth embodiment, the offset cancel circuit having the same configuration as the feedback circuit group connected to the inverting input terminal side is connected to the non-inverting input terminal side of the amplifier circuit. The offset voltage generated in the amplifier circuit can be canceled.

（実施の形態６）
実施の形態６の光電変換装置は、受光素子に並列に接続された電流源と、当該受光素子に対応する増幅回路の非反転入力端子側に、オフセットキャンセル回路を介して接続される電流源とを備える。 (Embodiment 6)
The photoelectric conversion device according to the sixth embodiment includes a current source connected in parallel to the light receiving element, a current source connected to the non-inverting input terminal side of the amplifier circuit corresponding to the light receiving element via an offset cancel circuit, Is provided.

図６は、本実施の形態の光電変換装置を示す回路図である。同図の光電変換装置６００は、実施の形態５の光電変換装置５００と比較して、新たに、電流源６１５及び６１６を備える点が異なっている。以下では、実施の形態５と異なる点を中心に説明し、同じ点についての説明を省略する。 FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the photoelectric conversion device of this embodiment. The photoelectric conversion device 600 in the figure is different from the photoelectric conversion device 500 of Embodiment 5 in that current sources 615 and 616 are newly provided. Below, it demonstrates centering on a different point from Embodiment 5, and the description about the same point is abbreviate | omitted.

電流源６１５は、受光素子１０２のカソードに接続され、予め定められた電流を出力する電流源である。 The current source 615 is a current source that is connected to the cathode of the light receiving element 102 and outputs a predetermined current.

電流源６１６は、増幅回路１０４の非反転入力端子に接続されたオフセットキャンセル回路５１４の基準電圧源側に接続された電流源である。電流源６１６は、電流源６１５と同じ値の電流を出力する。 The current source 616 is a current source connected to the reference voltage source side of the offset cancel circuit 514 connected to the non-inverting input terminal of the amplifier circuit 104. The current source 616 outputs a current having the same value as the current source 615.

実施の形態１で、受光素子１０２に光信号が入射されたときの動作を説明したが、受光素子１０１での迷光又は暗電流が小さく、スイッチ回路群１１１での静電容量によるゲイン切換に遅延が発生する場合、受光素子１０２に電流源６１５を接続し、常に電流を引っ張る。これにより、スイッチ回路群１１１での静電容量によるゲイン切換の遅延をキャンセルすることができる。 In the first embodiment, the operation when an optical signal is incident on the light receiving element 102 has been described. However, stray light or dark current in the light receiving element 101 is small, and delay in gain switching due to capacitance in the switch circuit group 111 is delayed. Is generated, the current source 615 is connected to the light receiving element 102 to constantly pull the current. Thereby, the delay of gain switching due to the capacitance in the switch circuit group 111 can be canceled.

このとき、電流源６１５によって発生した電流は、フィードバック回路群１０６に流れ、フィードバック抵抗において、電圧降下が生じ、オフセット電圧が発生する。そのため、増幅回路１０４の非反転入力端子側にオフセットキャンセル回路５１４を介して電流源６１６を接続し、電流源６１５と同じ電流を引っ張る。これにより、オフセット電圧をキャンセルすることができる。 At this time, the current generated by the current source 615 flows to the feedback circuit group 106, a voltage drop occurs in the feedback resistor, and an offset voltage is generated. Therefore, the current source 616 is connected to the non-inverting input terminal side of the amplifier circuit 104 via the offset cancel circuit 514, and the same current as that of the current source 615 is pulled. Thereby, the offset voltage can be canceled.

以上のように、実施の形態６の光電変換装置では、増幅回路の反転入力端子側と非反転入力端子側とに、それぞれ電流源を接続することで、ゲイン切換の遅延及びオフセット電圧をキャンセルすることができる。 As described above, in the photoelectric conversion device according to the sixth embodiment, the gain switching delay and the offset voltage are canceled by connecting the current sources to the inverting input terminal side and the non-inverting input terminal side of the amplifier circuit, respectively. be able to.

以上、本発明の光電変換装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Although the photoelectric conversion device of the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation | transformation which those skilled in the art will think to each embodiment, and the form constructed | assembled combining the component in different embodiment is also contained in the scope of the present invention. .

本発明の光電変換装置は、受光素子への大振幅の光信号入力に対して、オペアンプのゲイン切換速度、周波数特性及び応答特性を低下させることなく、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＢＤなどの多種にわたる記録メディアの反射率に対応したゲイン設定及び受光部切換を可能とする記録再生型装置などへの用途として利用することができる。 The photoelectric conversion device according to the present invention is capable of CD-R, CD ± RW, DVD-R without reducing the gain switching speed, frequency characteristics, and response characteristics of an operational amplifier with respect to a large amplitude optical signal input to a light receiving element. , DVD ± RW, DVD-RAM, BD, etc., can be used as a recording / reproducing type device that enables gain setting and light receiving unit switching corresponding to the reflectivity of various recording media.

実施の形態１の光電変換装置を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a photoelectric conversion device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１のフィードバック回路の内部回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an internal circuit of the feedback circuit according to the first embodiment. バイポーラトランジスタを用いてスイッチ回路を構成する場合の光電変換装置の構成図である。It is a block diagram of the photoelectric conversion apparatus in the case of comprising a switch circuit using a bipolar transistor. 電界効果トランジスタを用いてスイッチ回路を構成する場合の光電変換装置の構成図である。It is a block diagram of the photoelectric conversion apparatus in the case of comprising a switch circuit using a field effect transistor. 実施の形態５の光電変換装置を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a photoelectric conversion device according to a fifth embodiment. 実施の形態６の光電変換装置を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a photoelectric conversion device according to a sixth embodiment. 従来の光電変換装置を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional photoelectric conversion apparatus.

Explanation of symbols

１００、３００、４００、５００、６００光電変換装置
１０１、１０２受光素子
１０３、１０４増幅回路
１０５、１０６フィードバック回路群
１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０９フィードバック回路
１０７出力回路
１０８受光部切換回路
１１０、１１１、３１０、３１１、４１０、４１１スイッチ回路群
１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃスイッチ回路
２０１、７０３、７０４フィードバック抵抗
２０２帰還容量
３１２、４１２ゲイン切換回路
５１３、５１４オフセットキャンセル回路
６１５、６１６電流源
７００受光アンプ素子
７０１フォトダイオード
７０２演算増幅器
７０５アナログスイッチ 100, 300, 400, 500, 600 Photoelectric conversion device 101, 102 Light receiving element 103, 104 Amplifying circuit 105, 106 Feedback circuit group 105a, 105b, 106a, 106b, 106c, 109 Feedback circuit 107 Output circuit 108 Light receiving unit switching circuit 110 , 111, 310, 311, 410, 411 Switch circuit group 110a, 110b, 111a, 111b, 111c Switch circuit 201, 703, 704 Feedback resistor 202 Feedback capacitor 312, 412 Gain switching circuit 513, 514 Offset cancel circuit 615, 616 Current Source 700 Light receiving amplifier element 701 Photodiode 702 Operational amplifier 705 Analog switch

Claims

A photoelectric conversion device that converts light into current and amplifies it,
A first light receiving element that receives light and converts the received light into a current;
A second light receiving element that receives light having a wavelength different from that of the light received by the first light receiving element and converts the received light into a current;
A first amplifier circuit that amplifies a current converted by the first light receiving element and input to an input terminal and outputs the current from an output terminal;
A second amplifier circuit that amplifies the current converted by the second light receiving element and input to the input end, and outputs the current from the output end;
A plurality of first feedback circuits connected in parallel between an input terminal and an output terminal of the first amplifier circuit;
A plurality of second feedback circuits connected in parallel between an input terminal and an output terminal of the second amplifier circuit;
A first switch connected to each of the remaining first feedback circuits except one of the plurality of first feedback circuits;
A second switch connected to each of the plurality of second feedback circuits;
A photoelectric conversion apparatus comprising: a light receiving unit switching circuit that selectively outputs the first light receiving element and the second light receiving element by selectively operating the first amplifier circuit and the second amplifier circuit.

The first feedback circuit having a maximum resistance value among the plurality of first feedback circuits is connected to an input terminal and an output terminal of the first amplifier circuit without passing through the first switch. 1. The photoelectric conversion device according to 1.

The first light receiving element receives light having lower frequency characteristics required for the first amplifier circuit than frequency characteristics required for the second amplifier circuit by light received by the second light receiving element. Or the photoelectric conversion apparatus of 2.

The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first light receiving element receives light having a longer wavelength than light received by the second light receiving element.

The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first feedback circuit is a circuit in which a resistor and a capacitor are connected in parallel.

The photoelectric conversion device further includes:
A first offset cancellation circuit configured with the same resistance as the plurality of first feedback circuits;
A second offset cancellation circuit configured with the same resistance as the plurality of second feedback circuits;
A reference voltage source connected to one end of each of the first and second offset cancellation circuits and supplying a predetermined reference voltage;
The first amplifier circuit is a differential amplifier circuit, the first light receiving element and one end of the plurality of first feedback circuit groups are connected to an inverting input terminal, and the first offset cancel circuit is connected to a non-inverting input terminal. The other end of the
The second amplifier circuit is a differential amplifier circuit, the second light receiving element and one end of the plurality of second feedback circuit groups are connected to an inverting input terminal, and the second offset cancel circuit is connected to a non-inverting input terminal. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the other end of the photoelectric conversion device is connected.

The photoelectric conversion device further includes:
A first current source connected in parallel to the second light receiving element and outputting a predetermined current;
The photoelectric conversion apparatus according to claim 6, further comprising: a second current source connected to a non-inverting input terminal of the first amplifier circuit and the second amplifier circuit and outputting a predetermined current.