JP3330105B2 - 光集積素子 - Google Patents

光集積素子

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JP3330105B2
JP3330105B2 JP28477499A JP28477499A JP3330105B2 JP 3330105 B2 JP3330105 B2 JP 3330105B2 JP 28477499 A JP28477499 A JP 28477499A JP 28477499 A JP28477499 A JP 28477499A JP 3330105 B2 JP3330105 B2 JP 3330105B2
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    • HELECTRICITY
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    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ディスク
や光磁気ディスク、あるいは光サーボ式磁気ディスクな
どにおいて使用される光集積素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光集積素子は、光ディスクや光磁
気ディスク、あるいは光サーボ式磁気ディスクなど(以
下、「光ディスク」と総称する)に、レーザーダイオー
ドから出力されるレーザー光を照射し、その反射光を信
号フォトダイオードに入射して、該信号フォトダイオー
ドから検出される出力から、上記光ディスクに記録され
た情報信号や位置決め信号を再生、検出している。
【0003】以下、上述した従来の光集積素子について
図7から図10を用いて説明する。図7は、従来の光集
積素子を使用した光ディスクの信号検出機構を示す図で
ある。図において、1は光集積素子であり、4は光ディ
スク、6は、該光ディスク4にレーザー光を集光させる
対物レンズである。また、上記光集積素子1は、次に説
明する各装置から構成されている。2は、2方向にレー
ザー光を照射するレーザーダイオードである。3は、該
レーザーダイオード2の一方のレーザー光が光ディスク
4に向かうように進路を変更させる立ち上げミラーであ
る。5は、上記レーザー光が光ディスク4に入射し、そ
の反射光を回折させるホログラムである。7は、該ホロ
グラム5により回折された反射光が入射する信号フォト
ダイオードである。8は、該信号フォトダイオード7の
出力電流を、所望の増幅比で電圧信号に変換させる電流
電圧増幅器である。9は、レーザーダイオード2の他方
のレーザー光が入射するモニタフォトダイオードであ
る。
【0004】また、上述したレーザーダイオード2、立
ち上げミラー3、及び信号フォトダイオード7、モニタ
フォトダイオード9、さらに電流電圧増幅器8は、同一
の半導体基板10上に一体的に形成されている。
【0005】以上のように構成された光集積素子につい
て、その動作を図7を用いて説明する。まず、半導体基
板10上に形成されたレーザーダイオード2は、2方向
にレーザー光を照射し、一方のレーザー光は、立ち上げ
ミラー3により進路を変え、続いて対物レンズ6によっ
て集光されて、光ディスク4に照射する。該光ディスク
4に照射されたレーザー光は、上記光ディスク4に記録
された出力成分を伴って反射し、ホログラム5により回
折されて、信号フォトダイオード7に入射される。ま
た、上記信号フォトダイオード7の出力電流は、電流電
圧増幅器8により所望の増幅比で電圧信号に変換され
る。
【0006】一方、レーザーダイオード2の他方の照射
光は、モニタフォトダイオード9に入射される。該モニ
タフォトダイオード9は、上記レーザーダイオード2か
ら照射されたレーザー光が直接入射するようになってお
り、上記モニタフォトダイオード9からは、レーザーダ
イオード2の発光出力に比例した電流が出力される。
【0007】図8は、上記従来の光集積素子を構成する
半導体基板を光ディスクの方向から見た図である。図よ
り、実際の信号フォトダイオード7は、複数に分割され
た信号フォトダイオード7A〜7Fにより構成されてい
る。
【0008】また、図10は、従来の光集積素子の回路
図である。図より、1は光集積素子であり、2は、2方
向にレーザー光を照射するレーザーダイオードである。
7は、該レーザーダイオード7の一方の照射光が光ディ
スク(図示せず)に入射し、その反射光を検出する信号
フォトダイオードである。9は、上記レーザーダイオー
ド2の他方の照射光の発光出力を検出するモニタフォト
ダイオードである。8は、上記信号フォトダイオード7
が出力する電流検出信号を電圧に変換して増幅する電流
電圧増幅器である。
【0009】また、Q1、Q2、Q4はPNPトランジ
スタであり、14は、レーザーダイオード2の発光出力
を一定にコントロールする電流ミラー回路である。15
は電源端子であり、17、及び21は増幅器、20は電
圧端子、19はレーザーパワーコントロール回路であ
る。そして、R2は帰還抵抗、R3はレーザーパワー補
正用半固定抵抗である。さらに、光集積素子1は、同一
の基板面上に、レーザーダイオード2、モニタフォトダ
イオード9、及び信号フォトダイオード7、並びに電流
電圧増幅器8を構成している。
【0010】次に、上記光集積素子の回路構成につい
て、図10を用いてさらに詳しく説明する。PNPトラ
ンジスタQ1とPNPトランジスタQ2は、電流ミラー
回路14を構成している。上記PNPトランジスタQ1
のエミッタと上記PNPトランジスタQ2のエミッタ
は、互いに結線されて電源端子15に接続されている。
また、上記PNPトランジスタQ1のベース、及びコレ
クタと、上記PNPトランジスタQ2のベースとは互い
に結線されてモニタフォトダイオード9のカソードに接
続されている。
【0011】さらに、上記PNPトランジスタQ2のコ
レクタは、光集積素子1外部に設けられた半固定抵抗R
3に接続されるとともに、増幅器17とPNPトランジ
スタQ4などで構成されるレーザーパワーコントロール
回路19に接続されている。該レーザーパワーコントロ
ール回路19は、レーザーパワーコントロール電圧端子
20で設定される一定電流でレーザーダイオード2を駆
動している。
【0012】また、信号フォトダイオード7のカソード
は、増幅器21と帰還抵抗R2から構成される電流電圧
増幅器8の入力端子に接続される。なお、図では省略し
たが、信号フォトダイオード7は、実際には上記図8で
示したように複数の信号フォトダイオード7A〜7Fに
より構成されており、電流電圧増幅器8も各信号フォト
ダイオード7に応じて複数設けられている。
【0013】以上のように構成された従来の光集積素子
1において、信号フォトダイオード7には、光ディスク
4からの反射光のみが入射されることが理想的である。
しかし実際には、信号フォトダイオード7には、レーザ
ーダイオード2の反射光による迷光、あるいは光集積素
子1内部の乱反射などによる迷光が入射される。その結
果、回路のダイナミックレンジが狭くなるなどの問題が
あった。
【0014】そこで、上記の問題点を解決するために、
特開平6−45838号に開示された迷光キャンセル回
路が提案されている。上記方法によれば、乱反射などに
より生じた迷光は、レーザー光の出力と比例関係にあ
る。従って、上記迷光キャンセル回路は、レーザーダイ
オードの発光出力に係数を乗ずることによりキャンセル
信号を生成し、信号フォトダイオードの出力信号から、
上記キャンセル信号を減算することで迷光成分を除去し
ていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、装置
の小型化、薄型化の要求により、光集積素子も例外では
なく装置の小型化が求められている。従って、必然的に
半導体基板の面積も小型化にする必要がある。しかし、
半導体基板は、上記図8において、同一の基板上に、レ
ーザーダイオード2、モニタフォトダイオード9、さら
に信号フォトダイオード7、電流電圧増幅器8とが形成
されているので、小型化を図るのは容易ではない。
【0016】図9は、図8の光集積素子において、半導
体基板の小型化を図った場合の各装置の配置図である。
図に示すように、光集積素子の小型化を図った場合、信
号フォトダイオード7とモニタフォトダイオード9は近
接して配設されるようになる。ところが、モニタフォト
ダイオード9は、入射したレーザー光に比例する出力電
流を発生すると同時に、モニタフォトダイオード9の周
辺部より半導体基板10内に迷走電流11を同時に発生
する。そのために、該迷走電流11は、モニタフォトダ
イオード9に近接する信号フォトダイオード7、特に信
号フォトダイオード7C、及び信号フォトダイオード7
F部分へ流れ込むことによって、信号フォトダイオード
7の出力に対してDC誤差成分を生じるようになる。こ
こで、このモニタフォトダイオード9から発生する電流
が、信号フォトダイオード7の出力に対してDC誤差成
分を与える迷走電流のことを、電気的迷光と呼ぶことと
する。
【0017】つまり、信号フォトダイオード7の出力に
含まれるDC誤差成分は、光集積素子内部の乱反射など
による迷光と、モニタフォトダイオード9の迷走電流に
よる電気的迷光などの総和からなる。特に、近年、光集
積素子の小型化の要求から、モニタフォトダイオード9
と信号フォトダイオード7とが近接した結果、電気的迷
光によるDC誤差成分の方が、乱反射などによる迷光の
DC誤差成分よりも上回るようになった。
【0018】図6に、従来の光集積素子において、半導
体基板の小型化を図った場合のモニタフォトダイオード
の出力電流に対する、電気的迷光と乱反射などによる迷
光の特性を示す。図より、横軸は、モニタフォトダイオ
ードの出力電流値(μA)であり、縦軸は、該モニタフ
ォトダイオードの電流値に応じて生成する電気的迷光、
及び乱反射による迷光が信号フォトダイオードの出力に
含まれたときの電流値(μA)である。
【0019】図より、乱反射などによる迷光の誤差電流
は、モニタフォトダイオードの電流値と比例関係にある
ことが分かる。それに対して、電気的迷光による誤差電
流は、モニタフォトダイオードの電流値に対して非線型
な相関特性を示す。従って、上記特開平6−45838
号に開示された迷光キャンセル回路は、レーザーダイオ
ードの発光出力に比例したキャンセル量を与えるもので
あるので、電気的迷光が主体となった非線型な相関特性
を有するDC誤差成分に対しては、十分なキャンセル効
果を与えることができないという問題があった。
【0020】このようにDC誤差成分が大きいと、信号
フォトダイオードの出力を増幅する電流電圧増幅器にお
いて、DCオフセットが大きくなることによりダイナミ
ックレンジが狭くなり、正確な信号読み取りができなく
なる問題があった。特に、光サーボ式磁気ディスクなど
の開口数が小さく、光利用効率の低いシステムにおいて
は、電流電圧増幅器の増幅率を高く設定する必要がある
ので、電気的迷光によるダイナミックレンジの減少がよ
り大きくなるために問題であった。
【0021】本発明は、かかる問題点を解消するために
なされたものであり、レーザーダイオードから照射され
るレーザー光に対して、モニタフォトダイオードから発
生する電気的迷光成分を信号フォトダイオードの出力か
ら除去する光集積素子を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項1に記載の光集積素子は、半導体基
板上に、2方向にレーザー光を照射するレーザーダイオ
ードと、該レーザーダイオードの一方の照射光の発光出
力を検出するモニタフォトダイオードと、上記レーザー
ダイオードの他方の照射光が情報記録媒体に入射し、そ
の反射光を検出する信号フォトダイオードと、該信号フ
ォトダイオードが出力する電流検出信号を電圧に変換し
て増幅する電流電圧増幅器とを備えた光集積素子におい
て、上記モニタフォトダイオードから発生する非線型な
相関特性を有するDC誤差成分を除去する、上記モニタ
フォトダイオードの出力に対して非線型な相関特性を有
するキャンセル信号を生成する電気的迷光キャンセル回
路を備えたことを特徴とするものである。
【0023】また、本発明の請求項2に記載の光集積素
子は、請求項1に記載の光集積素子において、上記電気
的迷光キャンセル回路は、上記モニタフォトダイオード
のカソードに接続するトランジスタと、上記信号フォト
ダイオードのカソードに接続するトランジスタと、該信
号フォトダイオードに接続するトランジスタのエミッタ
側に挿入された抵抗とからなり、上記電気的迷光キャン
セル回路に備えた抵抗の値を任意に設定することによ
り、上記モニタフォトダイオードから発生する非線型な
相関特性を有するDC誤差成分に対して、所望の非線型
な相関特性を有するキャンセル信号を生成し、上記電流
電圧増幅器の出力から該キャンセル信号を減算すること
を特徴とするものである。
【0024】また、本発明の請求項3に記載の光集積素
子は、請求項2に記載の光集積素子において、上記電気
的迷光キャンセル回路は、上記信号フォトダイオードに
接続するトランジスタのエミッタ側に第1の抵抗を、上
記モニタフォトダイオードに接続するトランジスタのエ
ミッタ側に第2の抵抗を、さらに該第2の抵抗を介し
て、外部端子へ導出するトランジスタのエミッタ側に第
3の抵抗を挿入したものからなり、上記第2の抵抗、及
び上記第3の抵抗の抵抗値は互いに等しく、上記第1の
抵抗は、上記第2の抵抗、及び上記第3の抵抗よりも抵
抗値が大きいものであることを特徴とするものである。
【0025】また、本発明の請求項4に記載の光集積素
子は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の光集積
素子において、上記電気的迷光キャンセル回路を構成す
る上記信号フォトダイオードに接続したトランジスタの
エミッタを介して、上記光集積素子の外部に外部補正端
子が設けられ、該外部補正端子は、外部回路側の電源電
圧端子に半固定抵抗を介して接続されていることを特徴
とするものである。
【0026】また、本発明の請求項5に記載の光集積素
子は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の光集積
素子において、上記電気的迷光キャンセル回路は、同一
の半導体基板上に形成していることを特徴とするもので
ある。
【0027】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下に、本発明
の請求項1、及び請求項5に対応する発明の実施の形態
1について図1、及び図2を用いて説明する。図1は、
本発明の実施の形態1による光集積素子の回路図であ
る。図において、1は光集積素子である。該光集積素子
1は、2方向にレーザー光を照射するレーザーダイオー
ド2と、該レーザーダイオード2の一方の照射光が光デ
ィスクに照射されたときの反射光を読み取る信号フォト
ダイオード7と、上記レーザーダイオード2の他方の照
射光の発光出力に比例した電流が出力されるモニタフォ
トダイオード9と、さらに、上記信号フォトダイオード
7の出力電流を所望の増幅比で電圧信号に変換させる、
電流電圧増幅器8を備えている。
【0028】さらに、Q1、Q2、Q3、Q4はPNP
トランジスタであり、14は、レーザーダイオード2の
発光出力を一定にコントロールするための電流ミラーで
あり、25は、電気的迷光のキャンセル作用を行うため
の電流ミラーである。15は、電源端子であり、17、
及び21は増幅器、20は電圧端子、19はレーザーパ
ワーコントロール回路である。また、R1、及びR2は
抵抗、R3はレーザーパワー補正用半固定抵抗である。
【0029】次に、上記光集積素子の回路構成につい
て、図1を用いてさらに詳しく説明する。図において、
PNPトランジスタQ1とPNPトランジスタQ2は、
電流ミラー回路14を形成している。さらに、上記PN
PトランジスタQ1とPNPトランジスタQ3は、該P
NPトランジスタQ3のエミッタ側に抵抗R1を挿入
し、電気的迷光のキャンセル作用を行う、電流ミラー回
路25を形成している。
【0030】また、上記PNPトランジスタQ3のエミ
ッタと、上記PNPトランジスタQ1のエミッタと、上
記PNPトランジスタQ2のエミッタとは、互いに結線
されて電源端子15に接続されている。上記PNPトラ
ンジスタQ1のベース、及びコレクタと、上記PNPト
ランジスタQ2のベースとは互いに結線されてモニタフ
ォトダイオード9のカソードに接続されている。また、
上記PNPトランジスタQ3のベースは、上記PNPト
ランジスタQ1のベースと、上記PNPトランジスタQ
2のベースに互いに結続され、上記PNPトランジスタ
Q3のコレクタは、信号フォトダイオード7のカソード
に接続されている。
【0031】さらに、上記PNPトランジスタQ2のコ
レクタは、光集積素子1外部に設けられた半固定抵抗R
3に接続されるとともに、増幅器17とトランジスタQ
4などで構成されるレーザーパワーコントロール回路1
9に接続される。該レーザーパワーコントロール回路1
9は、レーザーパワーコントロール電圧端子20で設定
される一定電流でレーザーダイオード2を駆動してい
る。なお、上記電流ミラー回路25は、回路を構成する
上記PNPトランジスタQ1と上記PNPトランジスタ
Q3と、該PNPトランジスタQ3のエミッタ側に挿入
した抵抗R1とが、同一の半導体基板上に形成されてい
る。
【0032】以上のように構成された光集積素子につい
て、該光集積素子が光ディスクに蓄積された情報を検出
する仕組みについて、図2を用いて説明する。図2は、
本発明の実施の形態1による光集積素子を使用した光デ
ィスクの信号検出機構を示す図である。図において、1
は光集積素子であり、4は光ディスク、6は、該光ディ
スク4にレーザー光を集光させる対物レンズである。ま
た、上記光集積素子1は、次に説明する各装置から構成
されている。2は、2方向にレーザー光を照射するレー
ザーダイオードである。3は、該レーザーダイオード2
の一方のレーザー光が光ディスク4に向かうように進路
を変更させる立ち上げミラーである。5は、上記レーザ
ー光が光ディスク4に入射し、その反射光を回折させる
ホログラムである。7は、該ホログラム5により回折さ
れた反射光が入射する信号フォトダイオードである。8
は、該信号フォトダイオード7の出力電流を、所望の増
幅比で電圧信号に変換させる電流電圧増幅器である。9
は、レーザーダイオード2の他方のレーザー光が入射す
るモニタフォトダイオードである。30は、図1におい
て、モニタフォトダイオード9、及び信号フォトダイオ
ード7、並びに抵抗R1(図2では図示せず)から形成
される電流ミラー回路25に相当するものであるが、該
電流ミラー回路25は、電気的迷光のキャンセル作用を
行うものであるので、ここでは電気的迷光キャンセル回
路と呼ぶこととする。
【0033】以上のように構成された光集積素子につい
て、その動作を図2を用いて説明する。まず、半導体基
板10上に形成されたレーザーダイオード2は、2方向
にレーザー光を照射し、一方のレーザー光は、立ち上げ
ミラー3により進路を変え、続いて対物レンズ6によっ
て集光されて、光ディスク4に照射する。該光ディスク
4に照射されたレーザー光は、上記光ディスク4に記録
された出力成分を伴って反射し、ホログラム5により回
折されて、信号フォトダイオード7に入射される。ま
た、上記信号フォトダイオード7の出力電流は、電流電
圧増幅器8により所望の増幅比で電圧信号に変換され
る。
【0034】一方、レーザーダイオード2の他方の照射
光は、モニタフォトダイオード9に入射される。該モニ
タフォトダイオード9は、上記レーザーダイオード2か
ら照射されるレーザー光が直接入射するようになってお
り、上記モニタフォトダイオード9からは、レーザーダ
イオード2の発光出力に比例した電流が出力されるとと
もに、電気的迷光を発生させる。該電気的迷光は、非線
型な相関特性を有するDC誤差成分である。
【0035】そこで、電気的迷光キャンセル回路30
は、上記図1に示した抵抗R1の値を任意に設定するこ
とにより、非線型な相関特性を有するキャンセル信号を
生成し、該キャンセル信号は、上記電流電圧増幅器8の
出力から減算することによって、DC誤差成分を除去す
る。
【0036】以上のように、本実施の形態1による光集
積素子によれば、半導体基板上に、レーザーダイオード
2と、信号フォトダイオード7と、モニタフォトダイオ
ード9と、電流電圧増幅器8とを備え、上記モニタフォ
トダイオード9から発生する非線型な相関特性を有する
DC誤差成分を除去するために、上記モニタフォトダイ
オードの出力に対して非線型な相関特性を有するキャン
セル信号を生成する電気的迷光キャンセル回路30をさ
らに備えたので、上記電気的迷光キャンセル回路30
は、レーザーダイオード2の出力に対して非線型な相関
特性を有するキャンセル信号を生成し、該キャンセル信
号は、信号フォトダイオード7に対して加算、減算を行
うことで、信号の迷光成分を除去することができる。さ
らに、信号フォトダイオード7の出力に含まれるDC誤
差成分を減少させることができるため、ダイナミックレ
ンジを広くとることが可能となり、正確に信号読み取り
を行うことができる。このことは、特に、光サーボ式磁
気記録ディスクなどの光利用効率の低いシステムにおい
て、その効果は絶大である。
【0037】また、電気的迷光キャンセル回路30は、
同一の半導体基板10上にモニタフォトダイオード9、
及び信号フォトダイオード7、並びに抵抗R1が形成さ
れているので、電気的迷光キャンセル回路を追加して
も、半導体基板の基板面積をほとんど変更することな
く、装置の小型化を保った光集積素子1を提供すること
ができる。
【0038】(実施の形態2)以下に、本発明の請求項
2に対応する発明の実施の形態2について、図1、及び
図5を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態
2による光集積素子の回路図である。なお、上記実施の
形態1と同じ構成、及び動作については、同じ符号を用
いて説明を省略する。
【0039】まず、図1において、電流ミラー回路25
ではPNPトランジスタQ3のエミッタ側にのみ、電源
端子15との間に抵抗R1が接続されている。このとき
の上記PNPトランジスタQ3のコレクタ電流I3Cの値
は、次式から求めることができる。 ln(Imon)=ln(I3C)+I3C×(qR1/kT)・・・(1) ここで、Imonは、PNPトランジスタQ2のコレクタ
電流であり、この値はモニタフォトダイオード9の出力
電流に等しい。また、qは電子電荷、R1は抵抗R1の
抵抗値、kはボルツマン定数、Tは絶対温度である。
【0040】さらに、電流電圧増幅器8の出力電圧V
outは、信号フォトダイオード7の出力電流をISPD、電
流電圧増幅器8の基準電圧をVrefとして、次式から求
めることができる。 Vout=Vref+R1×(ISPD−I3C)・・・(2) (2)式から分かるように、PNPトランジスタQ3の
コレクタ電流I3Cは、信号フォトダイオード7の出力電
流ISPDに対するキャンセル成分となっている。そこ
で、モニタフォトダイオード9の出力電流Imonに対す
る、上記キャンセル量I3Cの関係を図5に示す。
【0041】図5は、本発明の実施の形態2による電気
的迷光キャンセル回路によるキャンセル電流特性を示す
図である。図より、横軸は、モニタフォトダイオードの
出力電流値(Imon)であり、縦軸は、該モニタフォト
ダイオードの出力電流値に対するPNPトランジスタQ
3のキャンセル電流量(I3C)である。
【0042】図において、上記図6の従来の光集積素子
における電気的迷光成分の特性と比較すると、非常に良
い近似を示していることが分かる。すなわち、信号フォ
トダイオード7の出力電流ISPDに対して、PNPトラ
ンジスタQ3のコレクタ電流I3Cを減算することによっ
て、電気的迷光成分を適切に除去することが可能であ
る。
【0043】なお、電気的迷光キャンセル作用を行う電
流ミラー回路25は、PNPトランジスタQ3と抵抗R
1の追加のみで形成される。従って、バイポーラモノリ
シック集積回路技術によって、上記PNPトランジスタ
Q3、及び上記抵抗R1を従来の電流ミラー回路14や
電流電圧増幅器8と同一の半導体基板10上に基板面積
をほとんど変更することなく形成することは容易であ
る。
【0044】以上のように、本実施の形態2による光集
積素子によれば、電流ミラー回路25は、信号フォトダ
イオード7に接続するPNPトランジスタQ3のエミッ
タ側に抵抗R1を挿入し、該抵抗R1の値を任意に設定
することにより、モニタフォトダイオード9から発生す
る非線型な相関特性を有するDC誤差成分に対して、所
望の非線型な相関特性を有するキャンセル信号を生成
し、上記電流電圧増幅器8から減算するものとしたの
で、電流ミラー回路25は、抵抗R1の値を任意に定め
ることにより、上記モニタフォトダイオード9から発生
する、非線型な相関特性を有する電気的迷光の除去を適
切に行うことが可能である。また、電流ミラー回路25
は、PNPトランジスタQ3と抵抗R1の追加のみで形
成することができ、同一の半導体基板内において回路面
積をほとんど変更することなく容易に形成することがで
きる。
【0045】(実施の形態3)以下に、本発明の請求項
3に対応する発明の実施の形態3について、図3を参照
して説明する。図3は、本発明の実施の形態3による光
集積素子の回路図である。図において、R1、及びR
4、R5は抵抗である。なお、上記実施の形態1と同じ
構成については、同じ符号を用いて説明を省略する。
【0046】以上のように構成された光集積素子につい
て、その動作を図3を用いて説明する。まず、抵抗R4
と抵抗R5の抵抗値は互いに等しく(R4=R5)設定
し、抵抗R1は、抵抗R4と抵抗R5よりも大きい値
(R1>R4(R5))に設定する。続いて、レーザー
ダイオード2から2方向に出力される照射光のうちの一
方は、光ディスク(図示せず)に照射し、反射されて信
号フォトダイオード7に入射する。そして、他方の照射
光は、モニタフォトダイオード9に入射する。このと
き、該モニタフォトダイオード9は、上記レーザーダイ
オード2の発光出力に比例した電流が出力されるととも
に、非線型な相関特性を有するDC誤差成分を含んだ信
号を生成する。
【0047】そこで、このDC誤差成分を含んだ信号を
除去するために、前述の(1)式、及び(2)式に基づ
いて抵抗値の設定を行う。つまり、電気的迷光キャンセ
ル回路30は、抵抗R1の値を任意に設定して、モニタ
フォトダイオード9から発生する、非線型な相関特性を
有するDC誤差成分に対するキャンセル信号を生成し、
該キャンセル信号を信号フォトダイオード7の出力から
差し引くことによって、DC誤差成分を除去する。
【0048】以上のように、本実施の形態3による光集
積素子によれば、PNPトランジスタQ1と電源端子1
5との間に抵抗R4を設け、PNPトランジスタQ2と
電源端子15との間に抵抗R5を設け、PNPトランジ
スタQ3と電源端子15との間に抵抗R1を設け、そし
て、抵抗R4と抵抗R5の抵抗値は互いに等しく設定
し、抵抗R1は、抵抗R4と抵抗R5よりも大きい値に
設定したので、抵抗R4と抵抗R5に対して、抵抗R1
の値を任意に定めることにより、上記モニタフォトダイ
オード9から発生する、非線型な相関特性を有する電気
的迷光の除去を適切に行うことが可能である。また、抵
抗の数が増えても、電気的迷光キャンセル回路30は、
同一の半導体基板内において回路面積をほとんど変更す
ることなく容易に形成することができる。
【0049】(実施の形態4)以下に、本発明の請求項
4に対応する発明の実施の形態4について、図4を参照
して説明する。図4は、本発明の実施の形態4による光
集積素子の回路図である。図において、22は外部補正
端子であり、R6は半固定抵抗である。なお、上記の実
施の形態1と同じ構成については、同じ符号を用いて説
明を省略する。
【0050】以上のように構成された光集積素子につい
て、その動作を図4を用いて説明する。まず、電気的迷
光キャンセル回路を構成する電流ミラー回路25は、信
号フォトダイオード7のカソードに接続されるPNPト
ランジスタQ3のエミッタを介して光集積素子1の外部
に外部補正端子22を設け、外部の回路側に設けた電源
電圧端子15から半固定抵抗R6を介して上記外部補正
端子22に接続する構成とした。
【0051】続いて、レーザーダイオード2から2方向
に出力される照射光のうち一方は、光ディスク(図示せ
ず)に照射し、反射されて信号フォトダイオード7に入
射される。そして、他方の照射光は、モニタフォトダイ
オード9に入射される。このとき、該モニタフォトダイ
オード9は、上記レーザーダイオード2の発光出力に比
例した電流が出力されるとともに、非線型な相関特性を
有するDC誤差成分を含んだ信号を生成する。そこで、
電気的迷光キャンセル回路30は、半固定抵抗R6の値
を任意に設定して、非線型な相関特性を有するキャンセ
ル信号を生成し、該キャンセル信号を信号フォトダイオ
ード7の出力から差し引くことによって、DC誤差成分
を除去する。
【0052】以上のように、本実施の形態4による光集
積素子によれば、電流ミラー回路25を構成するPNP
トランジスタQ3のエミッタを介して、光集積素子1の
外部に外部補正端子22、及び半固定抵抗R6を設けた
ので、半固定抵抗R6の値を任意に定めることにより、
上記モニタフォトダイオード9から発生する、非線型な
相関特性を有する電気的迷光の除去を適切に行うことが
可能である。また、モニタフォトダイオード9から出力
される電気的迷光信号に対して、光集積素子1の外部に
設けた半固定抵抗R6を調整してキャンセル信号を生成
することができるので、操作が容易である。
【0053】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
の光集積素子によれば、半導体基板上に、2方向にレー
ザー光を照射するレーザーダイオードと、該レーザーダ
イオードの一方の照射光の発光出力を検出するモニタフ
ォトダイオードと、上記レーザーダイオードの他方の照
射光が情報記録媒体に入射し、その反射光を検出する信
号フォトダイオードと、該信号フォトダイオードが出力
する電流検出信号を電圧に変換して増幅する電流電圧増
幅器とを備えた光集積素子において、上記モニタフォト
ダイオードから発生する非線型な相関特性を有するDC
誤差成分を除去する、上記モニタフォトダイオードの出
力に対して非線型な相関特性を有するキャンセル信号を
生成する電気的迷光キャンセル回路を備えるものとした
ので、上記電気的迷光キャンセル回路は、レーザーダイ
オードの出力に対して非線型な相関特性を有するキャン
セル信号を生成し、該キャンセル信号は、信号フォトダ
イオードの出力に対して減算を行うことで信号の迷光成
分を除去することができる。さらに、信号フォトダイオ
ードの出力に含まれるDC誤差成分を減少することがで
きるため動作レンジを広くとることが可能である。
【0054】本発明の請求項2に記載の光集積素子によ
れば、請求項1に記載の光集積素子において、上記電気
的迷光キャンセル回路は、上記モニタフォトダイオード
のカソードに接続するトランジスタと、上記信号フォト
ダイオードのカソードに接続するトランジスタと、該信
号フォトダイオードに接続するトランジスタのエミッタ
側に挿入された抵抗とからなり、上記電気的迷光キャン
セル回路に備えた抵抗の値を任意に設定することによ
り、上記モニタフォトダイオードから発生する非線型な
相関特性を有するDC誤差成分に対して、所望の非線型
な相関特性を有するキャンセル信号を生成し、上記電流
電圧増幅器の出力から該キャンセル信号を減算すること
としたので、電気的迷光キャンセル回路は、PNPトラ
ンジスタと抵抗の追加のみで形成することができ、同一
の半導体基板内において回路面積をほとんど変更するこ
となく容易に形成することができる。また、抵抗値を任
意に定めることにより、上記モニタフォトダイオードか
ら発生する、非線型な相関特性を有する電気的迷光の除
去を適切に行うことが可能である。
【0055】本発明の請求項3に記載の光集積素子によ
れば、請求項2に記載の光集積素子において、上記電気
的迷光キャンセル回路は、上記信号フォトダイオードに
接続するトランジスタのエミッタ側に第1の抵抗を、上
記モニタフォトダイオードに接続するトランジスタのエ
ミッタ側に第2の抵抗を、さらに該第2の抵抗を介し
て、外部端子へ導出するトランジスタのエミッタ側に第
3の抵抗を挿入したものからなり、上記第2の抵抗、及
び上記第3の抵抗の抵抗値は互いに等しく、上記第1の
抵抗は、上記第2の抵抗、及び上記第3の抵抗よりも抵
抗値が大きいものであることとしたので、第2の抵抗、
及び第3の抵抗に対して、第1の抵抗の値を任意に定め
ることにより、上記モニタフォトダイオードから発生す
る、非線型な相関特性を有する電気的迷光の除去を適切
に行うことが可能である。また、電気的迷光キャンセル
回路は、同一の半導体基板内において回路面積をほとん
ど変更することなく容易に形成することができる。
【0056】本発明の請求項4に記載の光集積素子によ
れば、請求項1から請求項3のいずれかに記載の光集積
素子において、上記電気的迷光キャンセル回路を構成す
る上記信号フォトダイオードに接続したトランジスタの
エミッタを介して、上記光集積素子の外部に外部補正端
子が設けられ、該外部補正端子は、外部回路側の電源電
圧端子に半固定抵抗を介して接続されていることとした
ので、該半固定抵抗を任意に定めることにより、上記モ
ニタフォトダイオードから発生する非線型な相関特性を
有する電気的迷光の除去を適切に行うことができる。ま
た、半固定抵抗は、光集積素子の外部に設けられている
ので、操作が容易である。
【0057】本発明の請求項5に記載の光集積素子によ
れば、請求項1から請求項4のいずれかに記載の光集積
素子において、上記電気的迷光キャンセル回路は、同一
の半導体基板上に形成したものであるので、電気的迷光
キャンセル回路を追加しても、半導体基板の基板面積を
ほとんど変更することなく、装置の小型化を保った光集
積素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1、及び実施の形態2によ
る光集積素子の回路図である。
【図2】本発明の実施の形態1による光集積素子を使用
した光ディスクの信号検出機構を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態3による光集積素子の回路
図である。
【図4】本発明の実施の形態4による光集積素子の回路
図である。
【図5】本発明の実施の形態2による電気的迷光キャン
セル回路によるキャンセル電流特性を示す図である。
【図6】従来の光集積素子において、モニタフォトダイ
オードの出力電流に対する電気的迷光、及び乱反射など
による迷光の特性を示した図である。
【図7】従来の光集積素子を使用した光ディスクの信号
検出機構を示す図である。
【図8】従来の光集積素子を構成する半導体基板を光デ
ィスクの方向から見た図である。
【図9】図8の光集積素子において、半導体基板の小型
化を図った場合の各装置の配線図である。
【図10】従来の光集積素子の回路図である。
【符号の説明】
1 光集積素子 2 レーザーダイオード 3 立ち上げミラー 4 光ディスク 5 ホログラム 6 対物レンズ 7 信号フォトダイオード 8 電流電圧増幅器 9 モニタフォトダイオード 10 半導体基板 11 迷走電流 14、25 電流ミラー回路 15 電源端子 17、21 増幅器 19 レーザーパワーコントロール回路 20 レーザーパワーコントロール電圧端子 22 外部補正端子 30 電気的迷光キャンセル回路 Q1、Q2,Q3、Q4 PNPトランジスタ R1、R2、R4、R5 抵抗 R3、R6 半固定抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−45838(JP,A) 特開 平10−55549(JP,A) 特開 平6−111353(JP,A) 特開 平2−9030(JP,A) 特開 平7−211985(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告,1996 年,Vol.96, No.266,p.61 −68 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 G11B 7/125

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、2方向にレーザー光を
    照射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオード
    の一方の照射光の発光出力を検出するモニタフォトダイ
    オードと、上記レーザーダイオードの他方の照射光が情
    報記録媒体に入射し、その反射光を検出する信号フォト
    ダイオードと、該信号フォトダイオードが出力する電流
    検出信号を電圧に変換して増幅する電流電圧増幅器とを
    備えた光集積素子において、 上記モニタフォトダイオードから発生する非線型な相関
    特性を有するDC誤差成分を除去する、上記モニタフォ
    トダイオードの出力に対して非線型な相関特性を有する
    キャンセル信号を生成する電気的迷光キャンセル回路を
    備えた、ことを特徴とする光集積素子。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光集積素子において、 上記電気的迷光キャンセル回路は、上記モニタフォトダ
    イオードのカソードに接続するトランジスタと、上記信
    号フォトダイオードのカソードに接続するトランジスタ
    と、該信号フォトダイオードに接続するトランジスタの
    エミッタ側に挿入された抵抗とからなり、 上記電気的迷光キャンセル回路に備えた抵抗の値を任意
    に設定することにより、上記モニタフォトダイオードか
    ら発生する非線型な相関特性を有するDC誤差成分に対
    して、所望の非線型な相関特性を有するキャンセル信号
    を生成し、上記電流電圧増幅器の出力から該キャンセル
    信号を減算する、ことを特徴とする光集積素子。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の光集積素子において、 上記電気的迷光キャンセル回路は、上記信号フォトダイ
    オードに接続するトランジスタのエミッタ側に第1の抵
    抗を、上記モニタフォトダイオードに接続するトランジ
    スタのエミッタ側に第2の抵抗を、さらに該第2の抵抗
    を介して、外部端子へ導出するトランジスタのエミッタ
    側に第3の抵抗を挿入したものからなり、上記第2の抵
    抗、及び上記第3の抵抗の抵抗値は互いに等しく、上記
    第1の抵抗は、上記第2の抵抗、及び上記第3の抵抗よ
    りも抵抗値が大きいものである、ことを特徴とする光集
    積素子。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
    の光集積素子において、 上記電気的迷光キャンセル回路を構成する上記信号フォ
    トダイオードに接続したトランジスタのエミッタを介し
    て、上記光集積素子の外部に外部補正端子が設けられ、 該外部補正端子は、外部回路側の電源電圧端子に半固定
    抵抗を介して接続されている、 ことを特徴とする光集積素子。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    の光集積素子において、 上記電気的迷光キャンセル回路は、同一の半導体基板上
    に形成している、 ことを特徴とする光集積素子。
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