JP2011253599A - 受光素子回路および光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに搭載可能な受光素子回路を実現する。
【解決手段】本発明に係る受光素子回路３０は、光ディスクからの反射光を受光して電流に変換する複数のフォトディテクタ３１〜３７と、フォトディテクタ３１〜３７の出力電流を電圧信号に変換する複数の電流電圧変換回路４１〜４４，５１〜５４と、フォトディテクタ３１〜３７の中から複数種類の組み合わせのフォトディテクタを選択可能であり、選択した組み合わせに対応する電流電圧変換回路の変換ゲインを決定するスイッチ素子を備える。前記複数種類の組み合わせは、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせであるので、受光素子回路３０を光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに搭載することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスク装置用の光ピックアップに搭載される受光素子回路に関する。

近年、光記録媒体に情報を記録再生する光ディスク装置が盛んに開発されている。これらの装置では、光記録媒体に対して物理的に情報を記録再生する光ピックアップが用いられている。しかしながら、ＣＤやＤＶＤに加えＢＤ（ブルーレイディスク）等が開発され、複数種類の記録媒体に対応するために光ピックアップに要求される機能が増加している。また、光ピックアップの構成の複雑化に伴って、その機能を制御するための信号線が増加し、これにより、光ピックアップと後段のシステム回路との接続に用いるフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）上の接続信号線が増加する傾向にあった。

これに対し、制御信号線の増加を抑制するための技術が提案されている（例えば、特許文献１および２）。

特許文献１には、光電変換ゲインについての特性、光記録媒体の種類に応じて機能するモード、さらには光記録媒体に対し書き込みや読み出しを行う際に適用される動作モードを含む各種特性を選択できる受光素子を具備した光ピックアップが開示されている。当該受光素子は、動作モードを選択するためのモード選択信号が供給される第１の制御端子と、前記モード選択信号により選択される前記動作モードの種類、数、順序を含む論理構成を選択するためのモード論理構成選択信号が供給される第２の制御端子と、前記モード選択信号により選択される動作モードについて、前記モード論理構成選択信号により選択される前記動作モードの種類、数、順序を含む論理構成を規定するモード決定手段を備えている。これにより、後段のシステム回路（チップセット）の仕様変更に柔軟に対応できる光ピックアップが実現でき、なおかつ制御信号線の増加を抑制する事ができる。

また、特許文献２には、光ピックアップ上に複数の光電変換集積回路素子を搭載し、選択信号入力端子により光電変換集積回路素子を切り替える光ディスク装置が開示されている。これにより、各種の光記録媒体に対応した複雑な構成であっても、制御信号線の増加を抑えることができる光ピックアップが実現できる。

特開２００６−２０９８７３号公報（２００６年８月１０日公開） 特開２００８−１７６８６４号公報（２００８年７月３１日公開）

現在、光記録媒体に集光するビームスポットのフォーカス制御やトラッキング制御のために、複数種類のサーボ方式が提案されており、光記録媒体の種類に応じてどのようなサーボ方式を採用するかは光ピックアップの光学設計毎に異なっている。従来では、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップを製造する場合、光ピックアップの種類ごとに専用の受光素子回路を用いる必要があるという課題があった。

ここで、特許文献１の構成は、受光素子の切り替えを想定していないため、光学設計が異なり受光素子の切り替えによるサーボ方式の選択が必要な複数種類のピックアップには適用できないという課題があった。

また、特許文献２の構成は、複数の光電変換集積回路素子を具備するため部品点数が多くなり、コスト面において不利であり、サーボ方式の選択が必要な複数種類のピックアップには適用できないという課題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに搭載可能な受光素子回路を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る受光素子回路は、光記録媒体に対物レンズを介して光ビームを照射することにより情報を記録または再生する光ピックアップに用いられ、前記光記録媒体からの反射光を受光して電流に変換する複数の受光素子と、前記受光素子の出力電流を電圧信号に変換する複数の電流電圧変換手段と、を備えた受光素子回路であって、前記複数の受光素子の中から複数種類の組み合わせの受光素子を選択可能であり、選択した組み合わせに対応する前記電流電圧変換手段の変換ゲインを決定する選択手段を備え、前記複数種類の組み合わせは、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせであることを特徴としている。

上記の構成によれば、光記録媒体からの反射光を受光素子が受光して電流に変換し、電流電圧変換手段が当該電流を電圧信号に変換することにより、光記録媒体に対する情報の記録または再生が行われる。また、所定の組み合わせの受光素子からの電流に基づく電圧信号によって、トラッキングサーボのための誤差信号やフォーカスサーボのための誤差信号を生成することができる。ここで、選択手段が選択可能な受光素子の組み合わせは、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせである。そのため、選択手段がサーボ方式に応じて適切な受光素子の組み合わせを選択することにより、本発明に係る受光素子回路を、異なるサーボ方式を採用する複数種類の光ピックアップに適用することができる。したがって、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに搭載可能な受光素子回路を実現することができる。

本発明に係る受光素子回路では、前記電流電圧変換手段は、並列に接続された複数の帰還抵抗を備える増幅手段を備え、前記選択手段は、前記サーボ方式に応じて前記受光素子の出力電流を選択する第１選択手段と、第１選択手段によって選択された出力電流を前記複数の帰還抵抗のいずれに流すかを選択する第２選択手段とを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、第１選択手段がサーボ方式に応じて受光素子の出力電流を選択することにより、出力電流を電流電圧変換する対象となる受光素子の組み合わせを選択し、第２選択手段が第１選択手段によって選択された出力電流を複数の帰還抵抗のいずれに流すかを選択することにより、電流電圧変換手段の変換ゲインを決定する。これにより、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせの受光素子を選択することが可能となる。

本発明に係る受光素子回路は、第１制御端子と、第２制御端子と、第１および第２制御端子に入力される信号に基づいて、第１選択手段を制御するための第１制御信号および第２選択手段を制御するための第２制御信号を生成する論理変換手段とを備え、前記光ピックアップは、光記録媒体に照射する光スポットの光波長が同一であるときに前記選択手段によって選択される受光素子の組み合わせが同一であり、第１制御端子に入力される信号の少なくともいずれかが固定値であることが好ましい。また、本発明に係る受光素子回路は、第１制御端子と、第２制御端子と、第１および第２制御端子に入力される信号に基づいて、第１選択手段を制御するための第１制御信号および第２選択手段を制御するための第２制御信号を生成する論理変換手段とを備え、前記光ピックアップは、記録あるいは再生を行う光記録媒体が同一であるときに前記選択手段によって選択される受光素子の組み合わせが同一であり、第１制御端子に入力される信号の少なくともいずれかが固定値であることが好ましい。

特許文献１の構成に特許文献２の構成を適用することにより、１つの受光素子回路内において単純に受光素子と電流電圧変換係数値を切り替える受光素子回路が考えられるが、当該受光素子回路では、光学設計の異なる光ピックアップに対応するために光ピックアップ外部に引き出す信号接続線の数が増加するという課題があった。これに対して上記の構成によれば、第１制御端子に入力される信号の少なくともいずれかが固定値であるので、固定値の信号が入力される端子を光ピックアップ外部のシステム回路等に接続する必要はない。そのため、光ピックアップ外部に引き出す信号接続線の数を抑えることができる。

本発明に係る受光素子回路では、前記複数のサーボ方式は、前記光記録媒体に記録または再生を行うために照射されるメインビーム光スポットを挟んで両側に照射されるサブビーム光スポットの反射光により前記対物レンズのシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式と、前記メインビーム光スポットの反射光における案内溝の影響を受けない領域の光によって前記対物レンズのシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式と、を含むことが好ましい。

上記の構成によれば、トラッキングサーボ方式として、３ビームＤＰＰ方式と１ビームＤＰＰ方式を採用する光ピックアップに適用可能な受光素子回路を実現できる。

本発明に係る光ピックアップは、上記のいずれかの受光素子回路を搭載したことを特徴としている。

本発明に係る受光素子回路は、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに使用可能に設計されているので、光ピックアップの種類ごとに専用の受光素子回路を用いる場合に比べ、受光素子回路の開発費が削減され、さらに量産効果により受光素子回路のコストを抑制することができる。その結果、受光素子回路を搭載する本発明に係る光ピックアップのコストダウンも可能となる。

以上のように、本発明に係る受光素子回路は、光記録媒体に対物レンズを介して光ビームを照射することにより情報を記録または再生する光ピックアップに用いられ、前記光記録媒体からの反射光を受光して電流に変換する複数の受光素子と、前記受光素子の出力電流を電圧信号に変換する複数の電流電圧変換手段と、を備えた受光素子回路であって、前記複数の受光素子の中から複数種類の組み合わせの受光素子を選択可能であり、選択した組み合わせに対応する前記電流電圧変換手段の変換ゲインを決定する選択手段を備え、前記複数種類の組み合わせは、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせであるので、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに搭載可能な受光素子回路を実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る光ピックアップの構成を示す概略図である。 上記光ピックアップのホログラム素子の分割パターンを示す図である。 上記光ピックアップの受光素子回路の構成を示す概略図である。 上記受光素子回路の電流電圧変換回路の詳細な構成を示す図である。 上記電流電圧変換回路の論理変換器による論理変換の真理値表である。 上記論理変換器に入力される信号の組み合わせと、光ピックアップの光学設計、選択されるディスク種類、トラッキングサーボ方式の種類、および選択される抵抗セットとの対応関係を示す表である。 上記受光素子回路の電流電圧変換回路の詳細な構成を示す図である。

本発明の実施の一形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。まず、光ピックアップの構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る光ピックアップ１の構成を示す概略図である。光ピックアップ１は、スピンドルモータ２によって回転する光ディスク３に光ビームを照射して情報を記録再生する装置であり、赤色半導体レーザ４、青色半導体レーザ５、ダイクロイックミラー６、回折格子７、偏光ビームスプリッタ８、コリメータレンズ９、１／４波長板１０、対物レンズ１１、対物レンズホルダ１２、センサーレンズ１３、ホログラム素子２０および受光素子回路（光電変換集積回路）３０を備えている。

また、光ピックアップ１は、光ディスク３の種類によって異なるトラッキングサーボ方式を採用している。一例として、本実施形態では、光ディスク３がＤＶＤである場合、３ビームＤＰＰと称されるトラッキングサーボ方式が用いられ、光ディスク３がＢＤである場合、１ビームＤＰＰと称されるトラッキングサーボ方式が用いられる。これらのトラッキングサーボ方式の具体的内容は、後述する。なお、光ピックアップ１は、フォーカスサーボ方式として光ディスク３の種類に関わらず非点収差法を用いている。

赤色半導体レーザ４は、光ディスク３がＤＶＤである場合に用いられる。赤色半導体レーザ４から出射された光は、回折格子７によってメインビームとその両側に位置するサブビームとに分割され、ダイクロイックミラー６を通過後、偏光ビームスプリッタ８により反射され、コリメータレンズ９を通過して平行光となる。さらに、当該平行光は、１／４波長板１０を通過することで円偏光となり、対物レンズ１１により、光ディスク３上に集光される。集光された光は光ディスク３の記録面上で反射されると同時に円偏光の回転方向が逆転し、再び対物レンズ１１を介して、１／４波長板１０を通過し、往路の偏光方向と直交する偏光面をもつ直線偏光となってコリメータレンズ９を通過する。コリメータレンズ９を通過した光は、往路とは偏光方向が異なるため偏光ビームスプリッタ８を通過し、シリンドリカルレンズからなるセンサーレンズ１３およびホログラム素子２０を通過する。受光素子回路３０には、複数のフォトディテクタが配置されており、メインビームの反射光とサブビームの反射光とは、受光素子回路３０内の互いに異なるフォトディテクタ上に集光される。

また、青色半導体レーザ５は、光ディスク３がＢＤである場合に用いられる。青色半導体レーザ５から出射された光は、ダイクロイックミラー６により反射し、さらに偏光ビームスプリッタ８により反射され、コリメータレンズ９を通過して平行光となる。さらに、当該平行光は、１／４波長板１０を通過することで円偏光となり、対物レンズ１１により、光ディスク３上に集光される。集光された光は光ディスク３の記録面上で反射されると同時に円偏光の回転方向が逆転し、再び対物レンズ１１を介して、１／４波長板１０を通過し、往路の偏光方向と直交する偏光面をもつ直線偏光となってコリメータレンズ９を通過する。コリメータレンズ９を通過した光は、往路とは偏光方向が異なるため偏光ビームスプリッタ８を通過し、シリンドリカルレンズからなるセンサーレンズ１３およびホログラム素子２０を通過する。

ホログラム素子２０には、図２に示すようなパターンが形成されており、当該パターンによって６つの領域２１，２２，２３，２４，２５，２６に分割されている。同図における点線は、ホログラム素子２０上の光ビームを示しており、光ビームの各領域を所望の方向に回折する。これにより、センサーレンズ１３を通過した光は、ホログラム素子２０の作用により、非回折光（０次光）と回折光（１次光）とが、受光素子回路３０内の互いに異なるフォトディテクタ上に集光される。

図３は、受光素子回路３０の構成を示す概略図である。受光素子回路３０は、７つのフォトディテクタ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７を備えている。同図において、Ｘ方向は光ディスクのトラッキング方向に相当し、Ｙ方向は光ディスクの回転方向に相当する。３つのフォトディテクタ３２，３１，３３は、この順番でＹ方向に配置されており、同様に、４つのフォトディテクタ３６，３４，３５，３７は、この順番でＹ方向に配置されている。

フォトディテクタ３１は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４領域に分割されている。これらの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて受光した光から得られる信号に基づいて、光ディスク装置に用いられるフォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成される。また、フォトディテクタ３２は、Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１の４領域に分割され、同様に、フォトディテクタ３３は、Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２の４領域に分割されている。これらのフォトディテクタ３１，３２，３３は、３ビームＤＰＰ方式に用いられる。

上述のように、図１に示す光ピックアップ１では、光ディスク３がＤＶＤである場合に３ビームＤＰＰ方式が用いられる。３ビームＤＰＰ方式は、光ディスク３に記録再生を行うために照射されるメインビーム光スポットを挟んで両側に照射されるサブビーム光スポットの反射光により対物レンズ１１のシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式である。このとき、赤色半導体レーザ４から出射され光ディスク３において反射されてホログラム素子２０を通過した光のうち、メインビームの反射光は、図３に示すフォトディテクタ３１上に集光され、サブビームの反射光はフォトディテクタ３２，３３上に集光される。ここで、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２において受光した光に対応する信号をそれぞれ、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ１，Ｓｆ１，Ｓｇ１，Ｓｈ１，Ｓｅ２，Ｓｆ２，Ｓｇ２，Ｓｈ２とすると、（Ｓｅ１＋Ｓｅ２＋Ｓｆ１＋Ｓｆ２）および（Ｓｇ１＋Ｓｇ２＋Ｓｈ１＋Ｓｈ２）には案内溝の影響が同相で現れるため、その差動信号はレンズシフトの影響のみが残る。したがって、３ビームＤＰＰ方式におけるトラッキングサーボのためのトラッキング誤差信号ＲＥＳは以下の式により演算される。
ＲＥＳ＝｛（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）｝−α｛（Ｓｅ１＋Ｓｅ２＋Ｓｆ１＋Ｓｆ２）−（Ｓｇ１＋Ｓｇ２＋Ｓｈ１＋Ｓｈ２）｝ …式（１）
ここで、αは固定係数であり、対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセットをキャンセルするために最適な係数に設定される。このように、フォトディテクタ３１，３２，３３が受光した光から得られる信号に基づいて、対物レンズ１１がシフトした場合にトラッキングサーボ信号に生じるオフセットを補正するための信号が生成される。

また、非点収差法によるフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号ＦＥＳは以下の式で演算される。
ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）
また、図３に示すフォトディテクタ３４，３５，３６，３７は、１ビームＤＰＰ方式において用いられる。フォトディテクタ３４，３５，３６，３７はそれぞれ、領域Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを有している。これらのフォトディテクタ３４，３５，３６，３７は、１ビームＤＰＰ方式に用いられる。

上述のように、図１に示す光ピックアップ１では、光ディスク３がＢＤである場合に１ビームＤＰＰ方式が用いられる。１ビームＤＰＰ方式は、光ディスク３に記録再生を行うために照射されるメインビーム光スポットの反射光における案内溝の影響を受けない領域の光によって対物レンズ１１のシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式である。このとき、青色半導体レーザ５から出射され光ディスク３において反射されてホログラム素子２０を通過した光のうち、非回折光（０次光）は受光素子回路３０内のフォトディテクタ３１上に集光され、回折光（１次光）はフォトディテクタ３４，３５，３６，３７上に集光される。より具体的には、図２に示す領域２１の光はフォトディテクタ３４（Ｉ）へ、領域２２の光はフォトディテクタ３５（Ｊ）へ、領域２３，２４の光はフォトディテクタ３６（Ｋ）へ、領域２５，２６の光はフォトディテクタ３７（Ｌ）へ集光される。

図２に示すように、ホログラム素子２０上の光ビームは、案内溝の影響により点線で図示すようなパターン（いわゆるボールパターン）を形成するが、領域２３，２４，２５，２６の光には案内溝の影響がほとんど現れない。したがって、領域２３，２４，２５，２６には、対物レンズシフトによる光ビームシフトの影響だけが現れる。そのため、各領域Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌにおいて受光した光に対応する信号をそれぞれ、Ｓｉ，Ｓｊ，Ｓｋ，Ｓｌとすると、１ビームＤＰＰ方式のトラッキングサーボのための誤差信号ＲＥＳは以下の式で演算される。
ＲＥＳ＝（Ｓｉ−Ｓｊ）−α（Ｓｋ−Ｓｌ） …式（２）
ここで、αは固定係数であり、対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセットをキャンセルするために最適な係数に設定される。このように、フォトディテクタ３４，３５（領域Ｉ，Ｊ）によりトラッキングサーボ信号が生成され、フォトディテクタ３６，３７（領域Ｋ，Ｌ）により、対物レンズ１１がシフトした場合にトラッキングサーボ信号に生じるオフセットを補正するための信号が生成される。

式（１）および（２）から明らかなように、３ビームＤＰＰ方式と１ビームＤＰＰ方式とで、使用されるフォトディテクタの組み合わせが異なっている。〔発明が解決しようとする課題〕に記載のように、光記録媒体の種類に応じてどのようなサーボ方式を採用するかは光ピックアップの光学設計毎に異なっているため、従来では、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップを製造する場合、光ピックアップの種類ごとに専用の受光素子回路を用いる必要があった。

これに対し、本実施形態に係る受光素子回路３０は、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに使用可能に設計されている。これにより、光ピックアップの種類ごとに専用の受光素子回路を用いる場合に比べ、受光素子回路の開発費が削減され、さらに量産効果により受光素子回路のコストを抑制することができる。その結果、受光素子回路３０を搭載する光ピックアップのコストダウンも可能となる。

続いて、光学設計が異なる複数種類の光ピックアップに使用可能とするための受光素子回路３０の構成について説明する。

図３に示すように、受光素子回路３０は、８つの電流電圧変換回路（電流電圧変換手段）４１，４２，４３，４４，５１，５２，５３，５４をさらに備えている。また、受光素子回路３０は、集積回路として光ディスク装置に実装されており、外部との接続端子として、４つの制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４および８つの出力端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を備えている。電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の各々は、２つの入力端子ＩＡ，ＩＢと、１つの出力端子Ｖと、４つの選択用端子ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４とを備えている。また、電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４の各々は、１つの入力端子Ｉと、１つの出力端子Ｖと、３つの選択用端子ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４とを備えている。

フォトディテクタ３１の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれ、電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４の各入力端子Ｉに接続されている。また、フォトディテクタ３２の領域Ｅ１およびフォトディテクタ３３の領域Ｅ２は、電流電圧変換回路４２の入力端子ＩＡに接続され、フォトディテクタ３２の領域Ｆ１およびフォトディテクタ３３の領域Ｆ２は、電流電圧変換回路４３の入力端子ＩＡに接続され、フォトディテクタ３２の領域Ｇ１およびフォトディテクタ３３の領域Ｇ２は、電流電圧変換回路４１の入力端子ＩＡに接続され、フォトディテクタ３２の領域Ｈ１およびフォトディテクタ３３の領域Ｈ２は、電流電圧変換回路４４の入力端子ＩＡに接続されている。また、フォトディテクタ３４，３５，３６，３７はそれぞれ、電流電圧変換回路４２，４３，４１，４４の各入力端子ＩＢに接続されている。

受光素子回路３０の制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４はそれぞれ、各電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４，５１，５２，５３，５４の選択用端子ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ４に接続されている。また、電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４，５１，５２，５３，５４の各出力端子Ｖはそれぞれ、受光素子回路３０の出力端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に接続されている。

なお、制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２は、特許請求の範囲に記載の第１制御端子に相当し、制御端子ＳＥＬ３は、特許請求の範囲に記載の第２制御端子に相当する。

上記の接続により、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの出力電流はそれぞれ、電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４で電流電圧変換され出力端子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から電圧信号として出力される。領域Ｅ１，Ｅ２からの出力電流および領域Ｉからの出力電流は、電流電圧変換回路４２で選択的に電流電圧変換され出力端子Ｓ２から電圧信号として出力される。領域Ｆ１，Ｆ２からの出力電流および領域Ｊからの出力電流は、電流電圧変換回路４３で選択的に電流電圧変換され出力端子Ｓ３から電圧信号として出力される。領域Ｇ１，Ｇ２からの出力電流および領域Ｋからの出力電流は、電流電圧変換回路４１で選択的に電流電圧変換され出力端子Ｓ１から電圧信号として出力される。領域Ｈ１，Ｈ２からの出力電流および領域Ｌからの出力電流は、電流電圧変換回路４４で選択的に電流電圧変換され出力端子Ｓ４から電圧信号として出力される。

続いて、電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の構成についてさらに詳細に説明する。各電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の構成は、帰還抵抗の抵抗値を除いて互いに同一であるので、以下では、電流電圧変換回路４１の構成について説明する。

図４は、電流電圧変換回路４１の詳細な構成を示す図である。電流電圧変換回路４１は、アンプ（増幅手段）６０、論理変換器（論理変換手段）６１、８つのスイッチ素子６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９および抵抗群７０を備えている。抵抗群７０は、４つの抵抗セット７１，７２，７３，７４を備えている。さらに、抵抗セット７１は、２つの抵抗７１ａ，７１ｂから構成され、抵抗セット７２は、２つの抵抗７２ａ，７２ｂから構成され、抵抗セット７３は、２つの抵抗７３ａ，７３ｂから構成され、抵抗セット７４は、２つの抵抗７４ａ，７４ｂから構成されている。

抵抗セット７１および抵抗セット７３は、ＤＶＤの記録再生時に用いられ、抵抗セット７２は、ＢＤの記録再生時に用いられ、抵抗セット７４は、ＣＤの記録再生時に用いられる。また、各抵抗セットを構成する２つの抵抗は、互いに抵抗値が異なっており、一方の抵抗は光ディスク３に対する読み出しを行う場合に用いられ、他方の光ディスク３に対する書き込みを行う場合に用いられる。本実施形態では、抵抗７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａは、光ディスク３に対する読み出しを行う場合に用いられ、抵抗７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂは、光ディスク３に対する書き込みを行う場合に用いられる。

スイッチ素子６２は、２つの入力端子Ｈ，Ｌ、１つの出力端子Ｍおよび選択用端子ＳＬを備えており、選択用端子ＳＬに入力される信号がハイレベルのときは、入力端子Ｈと出力端子Ｍとが導通して入力端子Ｌと出力端子Ｍとの間はオープンとなる一方、選択用端子ＳＬに入力される信号がローレベルのときは、入力端子Ｌと出力端子Ｍとが導通して入力端子Ｈと出力端子Ｍとの間はオープンとなる。また、各スイッチ素子６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９は、１つの入力端子Ｍ、２つの出力端子Ｈ，Ｌおよび選択用端子ＳＬを備えており、選択用端子ＳＬに入力される信号がハイレベルのときは、入力端子Ｍと出力端子Ｈとが導通して入力端子Ｍと出力端子Ｌとの間はオープンとなる一方、選択用端子ＳＬに入力される信号がローレベルのときは、入力端子Ｍと出力端子Ｌとが導通して入力端子Ｍと出力端子Ｈとの間はオープンとなる。

スイッチ素子６２の入力端子Ｈは、電流電圧変換回路４１の入力端子ＩＡとして機能する。また、スイッチ素子６２の入力端子Ｌは、電流電圧変換回路４１の入力端子ＩＢとして機能する。スイッチ素子６２の出力端子Ｍは、スイッチ素子６３の入力端子Ｍと接続されている。スイッチ素子６３の出力端子Ｈは、スイッチ素子６４の入力端子Ｍと接続され、スイッチ素子６３の出力端子Ｌは、スイッチ素子６５の入力端子Ｍと接続されている。スイッチ素子６４の出力端子Ｈは、スイッチ素子６６の入力端子Ｍと接続され、スイッチ素子６４の出力端子Ｌは、スイッチ素子６７の入力端子Ｍと接続されている。スイッチ素子６５の出力端子Ｈは、スイッチ素子６８の入力端子Ｍと接続され、スイッチ素子６５の出力端子Ｌは、スイッチ素子６９の入力端子Ｍと接続されている。スイッチ素子６６の出力端子Ｈ，Ｌはそれぞれ、抵抗７１ａの一端および抵抗７１ｂの一端に接続されている。スイッチ素子６７の出力端子Ｈ，Ｌはそれぞれ、抵抗７２ａの一端および抵抗７２ｂの一端に接続されている。スイッチ素子６８の出力端子Ｈ，Ｌはそれぞれ、抵抗７３ａの一端および抵抗７３ｂの一端に接続されている。スイッチ素子６９の出力端子Ｈ，Ｌはそれぞれ、抵抗７４ａの一端および抵抗７４ｂの一端に接続されている。

なお、スイッチ素子６２，６３は、特許請求の範囲に記載の第１選択手段に相当し、スイッチ素子６４，６５は、特許請求の範囲に記載の第２選択手段に相当する。

アンプ６０は、非反転入力端子が基準電圧ＶＲＥＦに接続され、反転入力端子がスイッチ素子６２の出力端子Ｍとスイッチ素子６３の入力端子Ｍとの間に接続されている。また、アンプ６０の出力端子は、抵抗７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂの各他端と接続されている。これにより、アンプ６０および並列に接続された抵抗７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂによって、トランスインピーダンスアンプが構成される。このトランスインピーダンスアンプによって電圧信号に変換される電流は、スイッチ素子６２によって選択される。また、スイッチ素子６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９によって、アンプ６０の帰還回路の抵抗値が決定され、トランスインピーダンスアンプの電流電圧変換係数（変換ゲイン）が決定される。

論理変換器６１は、電流電圧変換回路４１の選択用端子ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に接続されており、図３に示す受光素子回路３０の制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３からの入力信号ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３を論理変換して制御信号ＳＬＤ１，ＳＬＤ２，ＳＬＤ３を生成する。制御信号ＳＬＤ１は、スイッチ素子６２の選択用端子ＳＬに入力され、信号ＳＬ２は、スイッチ素子６３の選択用端子ＳＬに入力される。また、信号ＳＬ３は、スイッチ素子６４，６５の各選択用端子ＳＬに入力される。これらの制御信号ＳＬＤ１，ＳＬＤ２，ＳＬＤ３によって、各スイッチ素子６２，６３，６４，６５の切り替え制御が行われ、電圧変換される電流および帰還抵抗として選択される抵抗セットが決定される。なお、制御信号ＳＬＤ１，ＳＬＤ２は、特許請求の範囲に記載の第１制御信号に相当し、制御信号ＳＬＤ３は、特許請求の範囲に記載の第２制御信号に相当する。

さらに、スイッチ素子６６，６７，６８，６９の各選択用端子ＳＬは、電流電圧変換回路４１の選択用端子ＳＬ４が接続されており、図３に示す受光素子回路３０の制御端子ＳＥＬ４からの信号ＳＥＬ４が入力される。信号ＳＥＬ４は、光ディスク３に対する読み出し／書き込みを選択する信号であり、光ディスク３に対する読み出しを行うモードの場合、抵抗７１ａ，７２ａ，７３ａまたは７４ａが選択され、光ディスク３に対する書き込みを行うモードの場合、抵抗７１ｂ，７２ｂ，７３ｂまたは７４ｂが選択される。

ここで、図３に示すように、電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の各入力端子ＩＡには、３ビームＤＰＰ方式に関連するフォトディテクタ３２または３３が接続され、電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の各入力端子ＩＢにはそれぞれ、１ビームＤＰＰ方式に関連するフォトディテクタ３６，３４，３５，３７が接続されている。このため、図４に示すスイッチ素子６２による入力電流の選択は、トラッキングサーボ方式の種類を選択する事と等価となる。各電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４のスイッチ素子６２，６３によって、フォトディテクタ３２，３３の組み合わせと、フォトディテクタ３６，３４，３５，３７の組み合わせとの２種類の組み合わせが選択可能となっている。

続いて、論理変換器６１による論理変換の真理値表を図５に示す。この真理値表において、“Ｈ”はハイレベルのデジタル信号、“Ｌ”はローレベルのデジタル信号を意味しており、“−”は特に規定しない事を意味している。

したがって、例えばＳＬ１＝Ｌ、ＳＬ２＝Ｌ、ＳＬ３＝Ｌの場合、ＳＬＤ１＝Ｈ、ＳＬＤ２＝Ｈ、ＳＬＤ３＝Ｈとなるので、スイッチ素子６２では入力端子Ｈと出力端子Ｍとが導通し、スイッチ素子６３では入力端子Ｍと出力端子Ｈとが導通し、スイッチ素子６４では入力端子Ｍと出力端子Ｈとが導通する。これにより、図３に示すフォトディテクタ３２，３３（すなわち領域Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２）が選択されるので、トラッキングサーボ方式は３ビームＤＰＰ方式となり、変換ゲインを決定するための抵抗セットとして抵抗セット７１が選択され、ＤＶＤの記録再生時に用いられる。

また、図５においてＳＬ１＝Ｌ、ＳＬ２＝Ｌ、ＳＬ３＝Ｈの場合、ＳＬＤ１＝Ｌ、ＳＬＤ２＝Ｈ、ＳＬＤ３＝Ｌとなるので、スイッチ素子６２では入力端子Ｌと出力端子Ｍとが導通し、スイッチ素子６３では入力端子Ｍと出力端子Ｈとが導通し、スイッチ素子６４では入力端子Ｍと出力端子Ｌとが導通する。これにより、図３に示すフォトディテクタ３４，３５，３６，３７（すなわち領域Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ）が選択されるので、トラッキングサーボ方式は１ビームＤＰＰ方式となり、変換ゲインを決定するための抵抗セットとして抵抗セット７２が選択され、ＢＤの記録再生時に用いられる。

理解を容易にするため、信号ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３の組み合わせと、光ピックアップの光学設計、選択されるディスク種類、トラッキングサーボ方式の種類、および選択される抵抗セットとの対応関係を図６に示す。同図から分かるように、本実施形態に係る受光素子回路３０は、３種類の光学設計の光ピックアップに搭載可能である。具体的には、受光素子回路３０は、ＤＶＤの記録再生時に３ビームＤＰＰ法を用い、ＢＤの記録再生時に１ビームＤＰＰ法を用いる光学設計１の光ピックアップ、ＤＶＤの記録再生時に１ビームＤＰＰ法を用い、ＢＤの記録再生時に１ビームＤＰＰ法を用いる光学設計２の光ピックアップ、並びに、ＤＶＤの記録再生時に３ビームＤＰＰ法を用い、ＣＤの記録再生時に３ビームＤＰＰ法を用いる光学設計３の光ピックアップに適用できる。

なお、ＳＬ１＝Ｈ、ＳＬ２＝Ｈの場合は、図示および詳細な説明を省略するが、テストモードとして設定されている。テストモードは、受光素子回路３０の検査工程や光ピックアップの製造、検査工程で用いられる。

ここで、受光素子回路３０が光ピックアップに搭載されると、光ピックアップの光学設計により決定される信号ＳＬ１，ＳＬ２の値は変更することはなく、光ディスク装置の動作中に可変である信号は、光ディスクの種類によって切り替わる信号ＳＬ３、および読み出し／書き込みの切り替えを行うための信号ＳＬ４のみである。すなわち、光ピックアップは、光ディスクに照射する光スポットの光波長が同一であるときに選択されるフォトディテクタの組み合わせが同一であるため、信号ＳＬ１，ＳＬ２の値は固定値であり、当該値は光ピックアップに固有のものである。また、照射する光スポットの光波長が同一である光ディスクが複数種類存在し（例えばＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）それらの光ディスクごとにサーボ方式が異なる光学設計の光ピックアップに、受光素子回路３０が搭載される場合であっても、記録あるいは再生を行う光記録媒体が同一であるときに選択される受光素子の組み合わせが同一であるため、信号ＳＬ１，ＳＬ２の値は固定値である。

このため、受光素子回路３０の制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２に接続される信号線は、光ピックアップの外部に引き出して後段のシステム回路に接続する必要はなく、例えば、ＦＰＣ上でＧＮＤ電位または電源電位に接続すればよい。これにより、本実施形態に係る受光素子回路３０は、光学設計の異なる複数種類の光ピックアップに搭載可能であり、なおかつ、光ピックアップと後段のシステム回路との間の接続信号線の数の増加を抑制することが可能である。

上記で説明した光ピックアップ１は、赤色半導体レーザ４を用いてＤＶＤに記録再生する場合は３ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用い、青色半導体レーザ５を用いてＢＤに記録再生する場合は１ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用いる光ピックアップである。このため、光ピックアップ１に本実施形態に係る受光素子回路３０を搭載する場合は、各電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の選択用端子ＳＬ１、ＳＬ２にはそれぞれローレベルの信号ＳＬ１とローレベルの信号ＳＬ２を入力すればよい。また、光ディスク装置の動作中に各光ディスク（各半導体レーザ）に対応するサーボ方式を変更する事がない場合、信号ＳＬ１，ＳＬ２は固定値となるため、制御端子ＳＥＬ１，ＳＥＬ２の接続信号線を光ピックアップ１の外部に引き出す必要がない。

また、ＤＶＤに記録再生する場合に１ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用い、ＢＤに記録再生する場合も１ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用いる光ピックアップ、すなわち、図１において赤色半導体レーザ４とダイクロイックミラー６との間の回折格子７を設けない光ピックアップに、本実施形態に係る受光素子回路３０を搭載する場合であっても、図６に示すように信号ＳＬ１をローレベル、信号ＳＬ２をハイレベルとする事で対応できる。

また、ＤＶＤに記録再生する場合に３ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用い、ＢＤに記録再生する場合も３ビームＤＰＰのトラッキングサーボ方式を用いる光ピックアップ、すなわち、図１において青色半導体レーザ５とダイクロイックミラー６との間に回折格子を備え、ホログラム素子２０を設けない光ピックアップに、本実施形態に係る受光素子回路３０を搭載する場合であっても、図６に示すように信号ＳＬ１をハイレベル、信号ＳＬ２をローレベルとする事で対応できる。

このように、本実施形態に係る受光素子回路３０は、光学設計の異なる光ピックアップに搭載可能であり、なおかつ、光ピックアップと後段のシステム回路との接続信号線の増加を抑制して、ＦＰＣの屈曲性の悪化、コスト上昇、接続コネクタ部の信頼性の低下などを防止することができる。

なお、図３に示す電流電圧変換回路４２，４３，４４は、抵抗群７０を構成する各抵抗の抵抗値が異なる事を除いて、電流電圧変換回路４１と同一の構成である。したがって、論理変換器６１を電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４の各々に設ける代わりに、電流電圧変換回路４１，４２，４３，４４が、１つの論理変換器６１を共用してもよい。

また、電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４の構成について、例えば、電流電圧変換回路５１は、図７に示すように、電流電圧変換回路４１において、論理変換器６１を論理変換器６１’に置き換え、抵抗群７０を、抵抗群７０を構成する抵抗とは異なる抵抗値の抵抗で構成される抵抗群８０に置き換え、スイッチ素子６２を設けない構成と同一である。また、電流電圧変換回路５２，５３，５４は、抵抗群８０を構成する各抵抗の抵抗値が異なる事を除いて、電流電圧変換回路５１と同一の構成である。したがって、論理変換器６１’を電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４毎に具備するのではなく、電流電圧変換回路５１，５２，５３，５４が、１つの論理変換器６１’を共用してもよい。

また、上記の実施形態では、１ビームＤＰＰ方式と３ビームＤＰＰ方式との２つの異なるトラッキングサーボ方式を用いる光ピックアップに、受光素子回路を適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。受光素子回路におけるフォトディテクタの配置や、フォトディテクタと電流電圧変換回路との接続を適宜変更することにより、受光素子回路を、他のトラッキングサーボ方式（例えばＤＰＤ法）あるいは他のフォーカスサーボ方式（例えばナイフエッジ法）を用いる光ピックアップに適用可能としてもよい。また受光素子回路を、３つ以上の異なるサーボ方式に対応可能に構成してもよい。

また、サーボ方式は同じであるが異なるフォトディテクタを用いる複数種類の光ピックアップに適用できるように、受光素子回路を構成してもよい。この場合、当該受光素子回路は、記録再生する光ディスクの種類毎にフォトディテクタの切り替えを必要とする光ピックアップに適用可能である。

また、上記の実施形態では、光ピックアップが対物レンズを１つ備えている構成であったが、光ピックアップが対物レンズを複数具備する構成であってもよい。

また、光ピックアップ１は、光ディスク３に対する読み出し及び書き込みの両方可能な構成であるが、読み出しのみ可能な構成であってもよい。この場合、図４に示す各抵抗セットを１つの抵抗に置き換え、スイッチ素子６６，６７，６８，６９を設けない構成とすればよい。

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明に係る受光素子回路は、光学設計の異なる複数種類の光ピックアップに適用可能である。

１ 光ピックアップ
２ スピンドルモータ
３ 光ディスク
４ 赤色半導体レーザ
５ 青色半導体レーザ
６ ダイクロイックミラー
７ 回折格子
８ 偏光ビームスプリッタ
９ コリメータレンズ
１０ １／４波長板
１１ 対物レンズ
１２ 対物レンズホルダ
１３ センサーレンズ
２０ ホログラム素子
２１〜２６ 領域
３０ 受光素子回路
３１〜３７ フォトディテクタ（受光素子）
４１〜４４ 電流電圧変換回路（電流電圧変換手段）
５１〜５４ 電流電圧変換回路（電流電圧変換手段）
６０ アンプ（増幅手段）
６１、６１’ 論理変換器（論理変換手段）
６２，６３ スイッチ素子（選択手段、第１選択手段）
６４，６５ スイッチ素子（選択手段、第２選択手段）
６６〜６９ スイッチ素子
７０ 抵抗群
７１〜７４ 抵抗セット
７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ 抵抗（帰還抵抗）
８０ 抵抗群
ＳＥＬ１，ＳＥＬ２ 制御端子（第１制御端子）
ＳＥＬ３，ＳＥＬ４ 制御端子（第２制御端子）
ＳＬＤ１，ＳＬＤ２ 制御信号（第１制御信号）
ＳＬＤ３ 制御信号（第２制御信号）
ＳＬＤ４ 制御信号

Claims (6)

1. 光記録媒体に対物レンズを介して光ビームを照射することにより情報を記録または再生する光ピックアップに用いられ、
   前記光記録媒体からの反射光を受光して電流に変換する複数の受光素子と、
   前記受光素子の出力電流を電圧信号に変換する複数の電流電圧変換手段と、を備えた受光素子回路であって、
   前記複数の受光素子の中から複数種類の組み合わせの受光素子を選択可能であり、選択した組み合わせに対応する前記電流電圧変換手段の変換ゲインを決定する選択手段を備え、
   前記複数種類の組み合わせは、互いに異なるサーボ方式に対応する組み合わせであることを特徴とする受光素子回路。
2. 前記電流電圧変換手段は、並列に接続された複数の帰還抵抗を備える増幅手段を備え、
   前記選択手段は、
   前記サーボ方式に応じて前記受光素子の出力電流を選択する第１選択手段と、
   第１選択手段によって選択された出力電流を前記複数の帰還抵抗のいずれに流すかを選択する第２選択手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の受光素子回路。
3. 第１制御端子と、
   第２制御端子と、
   第１および第２制御端子に入力される信号に基づいて、第１選択手段を制御するための第１制御信号および第２選択手段を制御するための第２制御信号を生成する論理変換手段とを備え、
   前記光ピックアップは、光記録媒体に照射する光スポットの光波長が同一であるときに前記選択手段によって選択される受光素子の組み合わせが同一であり、
   第１制御端子に入力される信号の少なくともいずれかが固定値であることを特徴とする請求項２に記載の受光素子回路。
4. 第１制御端子と、
   第２制御端子と、
   第１および第２制御端子に入力される信号に基づいて、第１選択手段を制御するための第１制御信号および第２選択手段を制御するための第２制御信号を生成する論理変換手段とを備え、
   前記光ピックアップは、記録あるいは再生を行う光記録媒体が同一であるときに前記選択手段によって選択される受光素子の組み合わせが同一であり、
   第１制御端子に入力される信号の少なくともいずれかが固定値であることを特徴とする請求項２に記載の受光素子回路。
5. 前記複数のサーボ方式は、
   前記光記録媒体に記録または再生を行うために照射されるメインビーム光スポットを挟んで両側に照射されるサブビーム光スポットの反射光により前記対物レンズのシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式と、
   前記メインビーム光スポットの反射光における案内溝の影響を受けない領域の光によって前記対物レンズのシフトの影響を除去するトラッキングサーボ方式と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の受光素子回路。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の受光素子回路を搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。

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