JP4844072B2 - 受光増幅回路、及びそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、受光増幅回路、及びそれを用いた光ピックアップ装置に関し、特に受光増幅回路を小規模に実現する技術に関する。

近年、映像、音声に代表される大容量のデジタル情報の記録に、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光ディスク媒体（以下、単に媒体）が広く用いられている。これらの種々の媒体への情報の読み書きには、周知のように、媒体の種類に応じて異なる波長のレーザ光が用いられる。

従来の、ＣＤ及びＤＶＤの何れにも対応する小型化された光ピックアップ装置は、典型的には、光源となる２波長半導体レーザ素子と、両方の波長のレーザに共用される単一の光学系とを備える。そして、前記光学系を通して、それぞれの波長のレーザの出射点の離間に応じた波長ごとに異なる位置に投射される媒体からの反射光を、波長ごとに設けられる受光素子で光電変換して得られる電気信号を増幅出力する。

このような光ピックアップ装置に適した受光アンプ素子として、受光素子とその信号を増幅する差動増幅器とがそれぞれの波長に対応して設けられ、その一つの出力を選択的に増幅する出力増幅器とからなる受光増幅回路が知られている（例えば、特許文献１の図３、図４を参照）。

また、さらに受光増幅回路の小型化が図られた例として、特許文献２に開示された構成もある。この構成では、異なる波長に応じて個別に受光素子が設けられており、差動増幅器の一方の入力段にはこれらの受光素子の数に対応した入力用トランジスタが設けられており、入力用トランジスタと受光素子との間にさらにスイッチが各々設けられている。

以下に特許文献２に開示された従来の受光増幅回路の具体的構成および動作について説明する。

図９は従来の受光増幅回路の構成を示した図である。同図において、１−１、１−２、１−３、１−４はＣＭＯＳトランジスタを使用したスイッチである。２は差動入力のアンプで、差動入力の片側に並列に２つの入力トランジスタ２−２、２−３を持つ。３と２−２のベースを接続し、更に１−１の片側、及び１−３の片側も接続する。同様に４と２−３のベースを接続し、更に１−２の片側、及び１−４の片側も接続する。１−３、１−４の他方は共通に２−１に接続する。１−１、１−２の他方は、１−１がオンの時は２−２がカットオフ、１−２がオンの場合は２−３がカットオフするように適当な電位に（この回路の例ではグランドに）接続する。ＤＶＤ用フォトダイオード３を選択する場合、１−１をオフ、１−２をオン、１−３をオン、１−４をオフにして、３から２−１及び２−２に至るパスを有効にする。逆にＣＤ用フォトダイオード４を選択する場合、１−１をオン、１−２をオフ、１−３をオフ、１−４をオンにして、４から２−１及び２−３に至るパスを有効にする。３と２−２の間、また４と２−３の間に直列に抵抗は入らないため、アンプの本来持つ性能を損なうことなくフォトダイオードの切り替えが出来る。
特開２００４−２２０５１号公報 特開２００１−２０２６４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の受光増幅回路によれば、波長ごとの受光素子に個別に差動増幅器が設けられるため回路を小規模化しにくいという問題がある。

この問題は、現行機能の光ピックアップ装置をより小型化したい場合や、ＣＤ、ＤＶＤに加えてさらに記憶容量が大きいＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）にも対応可能な３波長光ピックアップ装置を小型に実現したい場合に顕著となる。

一方、特許文献２に開示された構成によれば、特許文献１に開示された受光増幅回路と比べて素子数を減らすことができ、小型化が図れる。

しかし、この構成の受光増幅回路では以下に示す問題を有している。

一般に、光ピックアップ装置の小型化に伴い、受光増幅回路だけでなく受光素子の小型化が進み、さらにＣＤ用受光素子とＤＶＤ用受光素子等の距離も近接する。この場合、一方の受光素子で受光している場合に他方の受光素子に光が漏れ込む確率が高くなる。使用していない受光素子に漏れ込んだ光によって発生した光電流が差動増幅器の入力段に入力されるとオフセットやノイズの原因となる。

一方、図９に開示された構成によれば、受光素子３、４と差動増幅器２との間の配線に並列にスイッチ１−１あるいは１−２が設けられ、このスイッチを介して使用していない側の受光素子に接続された配線はグランドに接続される。この構成であれば、上記したような光の漏れ込みが起こっても光電流はスイッチを介してグランドに流れるため、オフセット等は発生しないが、受光素子としてアノードを一定電位、例えばグランドに接続したアノードタイプのフォトダイオードを用いた場合には問題となる。この場合、漏れこみ光に起因する電流がグランドに流れることにより、ノイズ電流がフォトダイオードを介して差動増幅器に流れ込むおそれがある。

スイッチをグランドとは別の一定電位に接続する構成も考えられるが、その際にはフォトダイオードのカソード電位とのバランスによっては電流が逆流するおそれがある。また、新たな固定電位を確保するため外部端子が必要となり装置の小型化が阻害される。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、フォトダイオードの接続形式に関わらず、複数の受光素子からそれぞれ得られる光電流の一つ以上を選択的に増幅し、かつ非選択の受光素子からのノイズ電流を効果的に遮断して小型で高性能の受光増幅回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の受光増幅回路は、差動増幅回路と、前記差動増幅回路の反転入出力間に接続されたゲイン抵抗と、前記差動増幅回路の反転入力部に設けられ、受光量に応じて光電流を生じる複数の受光素子とを備えた受光増幅回路であって、各受光素子の出力と前記差動増幅回路の反転入力部との間には、前記差動増幅回路に光電流を供給する受光素子を選択するためのスイッチと、選択されない前記受光素子で発生した光電流が前記反転入力部に流入するのを防止するための整流素子とが設けられていることを特徴とする。

前記整流素子はそれに対応する前記受光素子と直列に接続され、前記スイッチはそれに対応する前記整流素子および前記受光素子と並列に接続されていることが好ましい。

各々の前記整流素子の一端は前記反転入力部に共通接続されていることが好ましい。

前記スイッチはＮＰＮトランジスタであり、該ＮＰＮトランジスタのコレクタは電源電位に接続され、エミッタは前記受光素子の出力に接続され、ベース電位が前記差動増幅回路の反転入力電位より高い電位で、前記受光素子に接続された前記整流素子がオフする電位を与えることにより、前記差動増幅回路の反転入力部への光電流供給を遮断することが好ましい。

前記複数の受光素子と並列に配置され、前記複数の受光素子の光電流と同じ方向へ流れる電流を供給する複数の定電流源とを備えたことが好ましい。

前記複数の定電流源はカレントミラー回路で構成され、一の前記カレントミラー回路は一の前記受光素子の出力と、前記差動増幅回路の基準入力部に各々接続されることが好ましい。

前記カレントミラー回路と前記差動増幅回路の正転入力部との間に、前記カレントミラー回路に流れる電流に対して順方向に配置された整流素子が接続されることが好ましい。

複数の前記受光素子に対してそれぞれ並列に配置された複数の第１のＮＰＮトランジスタおよび複数の第２のＮＰＮトランジスタを備え、一の前記受光素子に対応する前記第１のＮＰＮトランジスタのコレクタと前記第２のＮＰＮトランジスタのコレクタを電源電位に接続し、前記第１のＮＰＮトランジスタのエミッタと前記第２のＮＰＮトランジスタのエミッタとを定電流源の一端に共通接続し、前記定電流源の他端を接地し、前記第１のＮＰＮトランジスタのベースを前記受光素子の出力に接続し、前記第２のＮＰＮトランジスタのベースをベース電流の方向に対して順方向に配置された整流素子に接続し、前記整流素子の他端を前記差動増幅回路の基準入力部に接続することが好ましい。

複数の前記受光素子に対してそれぞれ並列に配置された複数の第１のＮＰＮトランジスタおよび複数の第２のＮＰＮトランジスタを備え、一の前記受光素子に対応する前記第１のＮＰＮトランジスタのコレクタと前記第２のＮＰＮトランジスタのコレクタを電源電位に接続し、前記第１のＮＰＮトランジスタのエミッタと第２のＮＰＮトランジスタのエミッタとを定電流源の一端に共通接続し、前記定電流源の他端を接地し、前記第１のＮＰＮトランジスタのベースを前記受光素子の出力に接続し、前記第２のＮＰＮトランジスタのベースを他の前記受光素子に対応する前記第２のＮＰＮトランジスタのベースと共通接続し、かつベース電流の方向に対して順方向に配置した整流素子に接続し、前記整流素子の他端を前記差動増幅回路の基準入力部に接続することが好ましい。

複数の前記受光素子に対してそれぞれ並列に配置された複数の第１のＮＰＮトランジスタおよび複数の第２のＮＰＮトランジスタを備え、一の前記受光素子に対応する前記第１のＮＰＮトランジスタのコレクタを電源電位に接続し、前記第１のＮＰＮトランジスタのエミッタを第１の定電流源の一端に接続し、前記第１の定電流源の他端を接地し、前記第１のＮＰＮトランジスタのベースを前記受光素子の出力に接続し、前記第２のＮＰＮトランジスタのコレクタを電源電位に接続し、前記第２のＮＰＮトランジスタのエミッタを第２の定電流源の一端に接続し、前記第２の定電流源の他端を接地し、前記第２のＮＰＮトランジスタのベースを前記差動増幅回路の基準入力部に接続することが好ましい。

本発明の光ピックアップ装置は、波長の異なる複数の光を用いて複数種類の光ディスク媒体への情報の再生、または記録可能な光ピックアップ装置であって、波長の異なる複数の光を発する発光源と、上記本発明の受光増幅回路とを少なくとも備え、前記受光増幅回路における複数の前記受光素子が、それぞれ異なる波長の光を受光することを特徴とする。

本発明の受光増幅回路によれば、オフする入力電圧を印加した電流供給スイッチに対応する光電流のみが選択的に、単一の差動増幅回路によって増幅される。この受光増幅回路は、前記差動増幅回路の反転入力部に受光素子ごとの電流供給スイッチと整流素子とを設けて実現されるので、複数の受光素子に生じる光電流の一つ以上を選択的に増幅する受光増幅回路の小型化が図れる。また、使用していない受光素子から漏れ込む光電流を有効にカットし高性能の回路を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

この受光増幅回路は、差動増幅回路１１８を共通として、ゲイン抵抗１１４がある入力側に、光電流に対して順方向に配置した整流素子であるダイオード１０５、１０６を介して受光素子であるフォトダイオード（以下、ＰＤという）１０１、１０２が複数接続され、各受光素子のカソードに電流供給スイッチ用ＮＰＮトランジスタ１０３、１０４を接続した構成である。ＮＰＮトランジスタ１０９、１１０は差動入力段トランジスタであり、１０９のベースが差動増幅回路１１８の反転入力端子、１１０のベースが基準入力端子となっている。１１０のベースは抵抗１１５を介して基準電圧Ｖｒｅｆに接続している。また、ＮＰＮトランジスタ１０９、１１０のエミッタは定電流源１１３に共通接続されており、ＮＰＮトランジスタ１０９、１１０のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ１１１、１１２で構成されるカレントミラー回路に接続されている。また、増幅段のＰＮＰトランジスタ１１６のベースは基準入力側のＮＰＮトランジスタ１１０のコレクタに接続され、コレクタ電流の変化を増幅して出力する。また、ＰＮＰトランジスタ１１６のエミッタはＶｃｃラインに、コレクタは定電流源１１７に接続されている。以下、本回路の動作について説明する。

ＰＤ１０１へメインの光が照射され光電流を生じ、ＰＤ１０２に迷光による光電流が生じている場合、ＮＰＮトランジスタ１０３のベース電位１０７を、例えば接地することでＮＰＮトランジスタ１０３をオフさせ、同時にＮＰＮトランジスタ１０４のベース電位１０８に差動増幅回路１１８の反転入力電位より高い電圧を印加することでＮＰＮトランジスタ１０４をオンさせる。このとき、ＰＤ１０１で生じた光電流はダイオード１０５を介して差動増幅回路１１８の反転入力側に流れ、ゲイン抵抗１１４で電圧に変換される。

一方、ＰＤ１０２で生じた光電流はＮＰＮトランジスタ１０４のエミッタから供給され、ダイオード１０６は逆バイアスとなるため差動増幅回路１１８からの供給は遮断される。

逆に、ＰＤ１０２へメインの光が照射され光電流を生じ、ＰＤ１０１に迷光による光電流が生じている場合、ＮＰＮトランジスタ１０４のベース電位１０８を、例えば接地することでＮＰＮトランジスタ１０４をオフさせ、同時にＮＰＮトランジスタ１０３のベース電位１０７に差動増幅回路１１８の反転入力電位より高い電圧を印加することでＮＰＮトランジスタ１０３をオンさせる。このとき、ＰＤ１０２で生じた光電流はダイオード１０６を介して差動増幅回路１１８の反転入力側に流れ、ゲイン抵抗１１４で電圧に変換される。一方、ＰＤ１０１で生じた光電流はＮＰＮトランジスタ１０３のエミッタから供給され、ダイオード１０５は逆バイアスとなるため差動増幅回路１１８からの供給は遮断される。

以上のように、本実施の形態に係る受光増幅回路によれば、ＰＤと差動増幅回路の入力との間に直列に挿入されたダイオードを逆バイアス状態にすることによって、使用していない側のＰＤからの光電流が差動増幅回路の入力に流れ込むのを防止でき、オフセット等の発生が抑えられる。また、ＰＤと差動増幅回路の入力との間に並列に接続されたスイッチは、前記ダイオードを逆バイアス状態にするとともに、使用していない側のＰＤからの光電流の供給源となる。使用していない側のＰＤで発生した光電流はＮＰＮトランジスタ１０３、１０４を介してＶｃｃラインに吸収されるため、ＰＤでの電荷蓄積等は発生しない。このことによって、次に使用されるＰＤが切り替わった際、ＰＤでの電荷蓄積に起因するオフセット電流の発生を防止することができる。

また、特許文献２に開示された従来の構成では各ＰＤに対して反転入力側トランジスタがそれぞれ必要であったが、本実施の形態によれば反転入力側トランジスタは一つでよい。

これによって、回路の小型化が図れるだけでなく、トランジスタ性能のばらつきによるオフセットの影響を低減できる。反転入力側トランジスタが複数存在するとき、各トランジスタ性能を基準入力側トランジスタの性能とすべて一致させるようにすることは困難だからである。

また、特に記録時の場合、例えばＰＤ１０１をメインとして選択している時に、ＰＤ１０１に入射された光が強く、過大な光電流が発生し、差動増幅回路１１８の出力トランジスタ１１６が飽和し、ゲイン抵抗１１４の電圧降下で差動増幅回路１１８の反転入力電位が低下し、ＮＰＮトランジスタ１０９がオフすることがある。このとき、ＰＤ１０１に入射される光が遮断されても差動増幅回路１１８が復帰するまでには一定時間を要するため、飽和復帰時間が遅くなる。

この対策として、ＮＰＮトランジスタ１０３のベース電位１０７に、例えば差動増幅回路１１８の反転入力側ＮＰＮトランジスタ１０９のベース電位より１ダイオード電圧分（０．７Ｖ）低い電位を印加させておけば、ゲイン抵抗１１４の電圧降下でＮＰＮトランジスタ１０９のベース電位が基準電位より０．７Ｖ以上低下した時にＮＰＮトランジスタ１０３がオンするため、過大な光電流はＮＰＮトランジスタ１０３のエミッタから供給され、差動増幅回路１１８の反転入力側ＮＰＮトランジスタ１０９はオフすることがないので、差動増幅回路１１８の飽和復帰時間を短縮することが可能となる。

（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態に示した回路と第１の実施の形態に示した回路とでは、ＰＤ１０１、１０２のカソードとＧＮＤ間に定電流源１２１、１２２を接続した点で異なる。

本実施の形態によれば、ＮＰＮトランジスタ１０３または１０４がオフしている場合に、定電流源１２１または１２２から、常にダイオード１０５または１０６にアイドリング電流を供給することができる。よって、作動時のダイオード１０５または１０６の負荷抵抗を小さくし、ＡＣ的な駆動・応答を速くでき、例えば高倍速の記録／再生に有利である。

（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

第２の実施の形態に示した回路では、ＰＤ１０１、１０２に対応する定電流源１２１、１２２を備えていたが、本実施の形態に示す回路では、定電流源１３１からＮＰＮトランジスタ１３２に電流を流し、トランジスタ１３２とベースが共通接続されたＮＰＮトランジスタ１３３、１３４をそれぞれＰＤ１０１、１０２のカソードとＧＮＤ間に配置している。ＮＰＮトランジスタ１３３、１３４とＮＰＮトランジスタ１３２とでそれぞれカレントミラー回路が構成され、ＮＰＮトランジスタ１３３、１３４のコレクタ電流を定電流源１２１、１２２の代わりとして使用できるため、定電流源の個数が減少でき、回路を小型化できる。

さらに、本実施の形態に示した構成によれば、差動増幅回路の基準入力とＧＮＤとの間にＮＰＮトランジスタ１３５を接続し、そのベースをＮＰＮトランジスタ１３２〜１３４と共通接続しているため、ＮＰＮトランジスタ１３５のコレクタ電流とＮＰＮトランジスタ１３３、１３４のコレクタ電流とを同じにできる。これによって、反転入力ＮＰＮトランジスタ１０９と基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０に流れるベース電流の差を無くし、増幅回路のオフセットをキャンセルすることが可能となる。

（第４の実施の形態）
図４は本発明の第４の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態に示した回路と第３の実施の形態に示した回路とでは、基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０のベースとＮＰＮトランジスタ１３５のコレクタとの間にダイオード１４７を接続した点で異なる。このとき、ダイオード１４７のカソードはＮＰＮトランジスタ１３５のコレクタに接続される。

第３の実施の形態に示した回路では、反転入力ＮＰＮトランジスタ１０９のベースとＮＰＮトランジスタ１３３、１３４のコレクタとの間にそれぞれダイオード１０５、１０６が挿入されている。このダイオードで生じる電圧降下によって、ＧＮＤから見たＮＰＮトランジスタ１３３、１３４のコレクタ電位と、ＮＰＮトランジスタ１３５のコレクタ電位とで差が生じる。通常はあまり問題にならないが、トランジスタのアーリー効果が無視できない場合、この電位差に起因してカレントミラー回路に流れる電流に差が生じ、オフセットのずれ、あるいは温度特性のずれが発生し問題になることがある。

本実施の形態によれば、ダイオード１４７を上記のように挿入することにより、ＧＮＤから見たＮＰＮトランジスタ１３３、１３４のコレクタ電位と、ＮＰＮトランジスタ１３５のコレクタ電位とを同電位にでき、上気したアーリー効果の影響をキャンセルして更に高性能の受光増幅回路を構成できる。

（第５の実施の形態）
図５は本発明の第５の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態に示した回路と第１の実施の形態に示した回路とでは、以下の点で構成が異なる。本実施の形態では、ＰＤ１０１と並列に、ＮＰＮトランジスタ１４１、１４２と定電流源１４３とで構成される回路が接続され、ＰＤ１０２と並列に、ＮＰＮトランジスタ１４４、１４５と定電流源１４６とで構成される回路が接続される。ここで、ＮＰＮトランジスタ１４１、１４２のエミッタは定電流源１４３の一端に共通接続され、定電流源１４３の他端はＧＮＤに接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１４１、１４２のコレクタはＶｃｃラインに共通接続されている。ＮＰＮトランジスタ１４１のベースはＰＤ１０１のカソードと接続され、ＮＰＮトランジスタ１４２のベースはダイオード１４７を介して基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０のベースと接続している。

同様に、ＮＰＮトランジスタ１４４、１４５のエミッタは定電流源１４６の一端に共通接続され、定電流源１４６の他端はＧＮＤに接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１４４、１４５のコレクタはＶｃｃラインに共通接続されている。ＮＰＮトランジスタ１４４のベースはＰＤ１０２のカソードと接続され、ＮＰＮトランジスタ１４５のベースはダイオード１４８を介して基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０のベースと接続している。

また、ダイオード１４７、１４８のカソードがそれぞれＮＰＮトランジスタ１４２、１４５のベースと接続しており、各々のＮＰＮトランジスタにおけるベース電流の流れる方向と順方向になるようダイオード１４７、１４８が挿入されている。

本実施の形態によれば、ＮＰＮトランジスタのコレクタ電流を用いたカレントミラー回路を用いた第３、第４の実施の形態と比べ、ＮＰＮトランジスタのベース電流をダイオード１０５、１０６のアイドリング電流とできるため、微小な電流の調整に適している。

また、第２〜第４の実施の形態に示した効果も同様に得ることができる。例えば、ＮＰＮトランジスタ１０３がオフ、ＮＰＮトランジスタ１０４がオンの場合、ＮＰＮトランジスタ１４１のベース電流がダイオード１０５のアイドリング電流として流れるためダイオード１０５の負荷抵抗が小さくなり、ＡＣ的な駆動・応答を速くすることができる。また、このとき、ＮＰＮトランジスタ１４２のベース電流がダイオード１４７のアイドリング電流として流れ、差動増幅回路１１８の反転入力および基準入力に流れる電流を同じにでき、オフセットがキャンセルされる。一方、ＮＰＮトランジスタ１４５はオフとなり、定電流源１４６の電流はすべてＮＰＮトランジスタ１４４のエミッタから供給される。このとき、ＮＰＮトランジスタ１４５のベース電流は遮断されるため、差動増幅回路１１８の基準入力からの電流供給がなくなり、オフセットキャンセルは動作しなくなる。これによって、基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０のベースに過剰に電流が流れるのを防止でき、選択されたＰＤに対応した受光増幅回路のオフセットキャンセルができる。

（第６の実施の形態）
図６は本発明の第６の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態に示した回路と第５の実施の形態に示した回路とでは、オフセットキャンセラーとして機能するダイオード１４７、１４８を共通として１個のダイオード１５１とした点が異なる。これにより複数の受光素子に対して使用する素子の数を減らすことができ、回路の小型化に役立つ。

（第７の実施の形態）
図７は本発明の第７の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図である。

本実施の形態に示した回路と第１の実施の形態に示した回路とでは、ＮＰＮトランジスタ１６１、１６３のエミッタを定電流源１６２、１６４に、コレクタをＶｃｃラインに、ベースを受光素子１０１、１０２のカソード側に接続している点およびＮＰＮトランジスタ１６５のベースに基準入力ＮＰＮトランジスタ１１０のベースを、コレクタをＶｃｃラインに、エミッタを定電流源１６６に接続している点で異なる。

本実施の形態によれば、ＮＰＮトランジスタ１６１、１６３のベース電流によりダイオード１０５、１０６にアイドリング電流を供給しているので、第５の実施の形態と同様にアイドリング電流を微小な電流とすることができ、細かな調整に適している。

また、定電流源１６２、１６４、１６６が独立しているため、これらの電流値を同じにすれば差動増幅回路のオフセットをキャンセルすることができる。

（第８の実施の形態）
図８は、本発明の第８の実施の形態における光ピックアップ装置の構成の一例を模式的に示す図である。この光ピックアップ装置は、半導体基板１０、及びＣＤ及びＤＶＤに共用される光学系２０から構成される。図８には、さらに光記録媒体３０を示した。

半導体基板１０には、発光部１１、及び受光部１４ａ、１４ｂが形成される。光学系２０は、対物レンズ２１、及びホログラム素子２２から構成される。

発光部１１は、例えば２波長半導体レーザ装置であり、離間して設けられる発光点１２、１３からそれぞれ、ＣＤ用に赤外レーザ光、及びＤＶＤ用に赤色レーザ光を出射する。図８には、赤外レーザ光、赤色レーザ光それぞれの光路が、実線及び破線で示される。

発光部１１から出射された各波長の光は、対物レンズ２１を通って媒体３０で反射した後、ホログラム素子２２によって媒体のラジアル方向へ分割され、受光部１４ａ、１４ｂそれぞれにおいて波長ごとに異なる位置に設けられる受光素子１５ａ、１６ａ、及び受光素子１５ｂ、１６ｂに投射される。

周知のように、分割された各反射光の投射スポット径、光量の不平衡がフォーカシング、トラッキングの制御に用いられると共に、各反射光の光量の合計が情報の読み出しに用いられる。

図１〜図７に示した受光増幅回路は、例えば、この光ピックアップ装置における受光部１４ａ、１４ｂそれぞれに設けられる。ＰＤ１０１、１０２はそれぞれ、ＣＤ用、ＤＶＤ用であり、受光部１４ａにおいては、ＰＤ１０１、１０２はそれぞれ受光素子１５ａ、１６ａであり、受光部１４ｂにおいては、ＰＤ１０１、１０２はそれぞれ受光素子１５ｂ、１６ｂである。

そして、ＣＤを記録あるいは再生する際には電流供給スイッチ１０３がオフかつ電流供給スイッチ１０４がオンされ、ＤＶＤを記録あるいは再生する際には電流供給スイッチ１０３がオンかつ電流供給スイッチ１０４がオフされる。

本実施の形態によれば、ＣＤ用およびＤＶＤ用の受光部が集積された光ピックアップ装置において、ＣＤあるいはＤＶＤのいずれか一方を使用中に、他方の受光部から光電流が増幅回路に流れ込むのを防止できるため、所望のＰＤからの光電流が正しく増幅され、誤動作等の起こらない高性能の光ピックアップ装置が得られる。

なお、第１〜第７の実施の形態において使用されるＮＰＮトランジスタは同性能、つまりサイズおよび電流駆動能力等が同じであることが好ましい。これはダイオードについても同様である。

また、第１〜第７の実施の形態において整流素子としてダイオードを用いたが、トランジスタでもよい。同様に受光素子はフォトダイオードでなくてもよい。

本発明に係る受光増幅回路は、複数の受光素子からそれぞれ得られる光電流の一つ以上を選択的に増幅する増幅回路として広く利用でき、とりわけ、波長の異なる複数の光を用いて複数種類の光ディスク媒体への情報の読み書き又は読み出し可能な小型化された光ピックアップ装置への利用に好適である。

本発明の第１の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第２の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第３の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第４の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第５の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第６の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第７の実施の形態に係る受光増幅回路の一例を示す回路図 本発明の第８の実施の形態における光ピックアップ装置の構成の一例を模式的に示す図 従来の受光増幅回路の構成を示した図

符号の説明

１−１、１−２、１−３、１−４ ＣＭＯＳトランジスタスイッチ
２ 差動入力のアンプ
２−１ ゲイン抵抗
２−２、２−３ 入力トランジスタ
３ ＤＶＤ用フォトダイオード
４ ＣＤ用フォトダイオード
１０ 半導体基板
１１ 発光部
１２、１３ 発光点
１４ａ、１４ｂ 受光部
１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ 受光素子
２０ 光学系
２１ 対物レンズ
２２ ホログラム素子
３０ 光記録媒体
１０１、１０２ 受光素子（フォトダイオード）
１０５、１０６、１４７、１４８、１５１ 整流素子（ダイオード）
１１４、１１５ 抵抗
１０３、１０４、１０９、１１０ ＮＰＮトランジスタ
１３２、１３３、１３４、１３５ ＮＰＮトランジスタ
１４１、１４２、１４４、１４５ ＮＰＮトランジスタ
１６１、１６３、１６５ ＮＰＮトランジスタ
１１１、１１２、１１６ ＰＮＰトランジスタ
１１３、１１７、１２１、１２２ 定電流源
１４３、１４６、１６２、１６４、１６６ 定電流源
１０７、１０８ ＮＰＮトランジスタベース端子

Claims (6)

1. 差動増幅回路と、前記差動増幅回路の反転入出力間に接続されたゲイン抵抗と、前記差動増幅回路の反転入力部に設けられ、受光量に応じて光電流を生じる複数の受光素子とを備えた受光増幅回路であって、
   各受光素子の出力には、前記差動増幅回路に光電流を供給する受光素子を選択するためのスイッチと、前記差動増幅回路の反転入力部と該受光素子の出力の間に接続され、選択されない前記受光素子で発生した光電流が前記反転入力部に流入するのを防止するための整流素子とが設けられ、前記スイッチを介して選択されない前記受光素子で発生した光電流が供給され、更に、前記複数の受光素子と並列に配置され、前記複数の受光素子の光電流と同じ方向へ流れる電流を供給する複数の定電流源とを備え、前記複数の定電流源はカレントミラー回路で構成され、前記カレントミラー回路の出力は、前記複数の受光素子の各々の出力と、前記差動増幅回路の基準入力部に接続されることを特徴とする受光増幅回路。
2. 前記整流素子はそれに対応する前記受光素子と直列に接続され、前記スイッチは、それに対応する前記整流素子と前記受光素子との接続点に接続され、対応する前記受光素子が選択されるときにオフ状態であり、選択されないときにオン状態であることを特徴とする請求項１記載の受光増幅回路。
3. 各々の前記整流素子の一端は前記反転入力部に共通接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の受光増幅回路。
4. 前記スイッチはＮＰＮトランジスタであり、該ＮＰＮトランジスタのコレクタは電源電位に接続され、エミッタは前記受光素子の出力に接続され、ベース電位が前記差動増幅回路の反転入力電位より高い電位で、前記受光素子に接続された前記整流素子がオフする電位を与えることにより、前記差動増幅回路の反転入力部への光電流供給を遮断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の受光増幅回路。
5. 前記カレントミラー回路と前記差動増幅回路の正転入力部との間に、前記カレントミラー回路に流れる電流に対して順方向に配置された整流素子が接続されることを特徴とする請
   求項１に記載の受光増幅回路。
6. 波長の異なる複数の光を用いて複数種類の光ディスク媒体への情報の再生、または記録可能な光ピックアップ装置であって、
   波長の異なる複数の光を発する発光源と、請求項１ないし５のいずれかに記載の受光増幅回路とを少なくとも備え、前記受光増幅回路における複数の前記受光素子が、それぞれ異なる波長の光を受光することを特徴とする光ピックアップ装置。

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