JPH01238209A - 光受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光受信回路、特に光磁気ディスク受光部の光電
変換回路として適した光受信回路に関するものである。

［従来の技術］ 従来の光受信回路の一例を第３図に示す。

ｌは複数の受光部を持つ多分割受光素子、この例では受
光素子１ａと受光素子１ｂの２個を１チツプに集積化し
た二分割受光素子である。この二分割受光素子における
受光素子１ａは、そのアノードを受信回路２の入力端子
に接続し、この受信回路２にて、受光素子１ａにより得
られた信号電流を電圧に変換する。又、もう１つの受光
素子１ｂは同一の回路構成をとる受信回路３に入力し、
同様に変換される。その後、両者の受信回路２．３の出
力を差動アンプ４に入力し、差をとって増幅し、信号を
得ている。

ここで、光磁気ディスクの信号読出し方式について説明
する。

第２図は書き換え可能な光磁気ディスクの原理的な光学
系を示す、半導体レーザ６の出力をコリメートレンズ７
により平行ビームに直し、ビームスプリッタ８を介した
後、ミラー９によって方向を変え、絞り込みレンズｌＯ
によって約１７ｚｍ程度のスポットに集光して、光磁気
ディスク５に入射する。その反射光は、逆にミラー９を
介した後、ビームスプリッタ８によって反射され、受信
用光学系に入射する。光磁気ディスクからの反射光は、
ディスクに記録された情報に応じてカー効果により偏光
面が回転するので、予め情報がないときに偏光面が４５
°回転するように設定した入／２板１１を通して偏光面
を回転させた後、検光子１２によってＰ偏光成分とＳ偏
光成分に分けて取り出し、これによって効率よく信号を
検出する。

１３．１５は受信用光学系の絞り込みレンズである。こ
こでビームスプリッタ１４の役目は、検光子１２によっ
て取り出したＳ偏光成分を折返し、Ｐ偏光成分の受光素
子１６とＳ偏光成分の受光素子１７とを並べて実装し得
るようにするためのものである。これにより、受光素子
を複数個集積化したものを使用できる。

従って、この受光素子１６と受光素子１７の信号を、第
３図で既に説明したように、差をとって増幅すると、レ
ーザ光の出力変動、ディスクの欠陥等による反射率変動
、その他の原因による受光電力の変動をキャンセルし、
信号成分のみを取出すことができるので、第３図の光受
信回路が一般的に用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この光受信回路にはまだ問題が残されている。

即ち、大きな光入力時には受信回路２及び受信回路３が
飽和して波形歪を生じ、その差をとっても光入力変動を
キャンセルできなくなるという問題である・ 光磁気ディスクの書込み時は、レーザの照射により加熱
された磁性薄膜の一部の保持力を低下させ、このとき印
加される外部磁界によって情報を記録するので、書込み
時の受光レベルは大きくなり、正常に信号を読み出すこ
とができなかった。

尚、受信回路２の最大許容入力は次のように求められる
。

光入力がない時の受信回路２の出力Ｖｏは、トランジス
タＱ１のベース電位Ｖ　ＢＥ　Ｌに、帰還抵抗Ｒｐによ
る電圧降下を加えたものであるから１次式のようになる
。

Ｖｏ　＝　Ｖｓｉｔ　＋　Ｉ　ｓｔ　・Ｒｐ　　　　　
　−（１）Ｉｓｚ：）ランジスタＱ１のベース電流一方
、この受信回路２は、いわゆるトランスインピーダンス
型アンプであるから、帰還抵抗Ｒｐにほぼ等しい電流・
電圧変換特性を持ち、受光素子１ａの信号電流ＩＳがあ
るとき、出力信号は、ｌ５Ｒｐの電圧に変換される。（
１）式においてベース電流ｌｌ１１が無視できるとする
とＶｏ　＝Ｖｓεであるから、この電圧は一般に０．７
ｖ程度の値となり、信号は反転増幅されるから、信号の
最大振幅はこの値に等しくなる。

従ッテ、Ｉ　ｓ　≦Ｖ　ａｔ　／　Ｒｐ　トｌｔ、す、
例え４ｆ　Ｒｐ＝３０にΩのときＩｓ≦２３１ＬＡとな
り、書込み時の受光レベル（１００，Ａ程度）には対応
できなかった。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、書
込み時においても飽和することなく、正常に信号を読出
すことができる光受信回路を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、エミッタ接地回路にエミッタフォロワ回路を
接続し、エミッタフォロワ回路の出力を抵抗を介してエ
ミッタ接地回路に帰還してなるトランスインピーダンス
型アンプと、受光素子とによって構成される光受信回路
において、複数の受光素子とこれに接続したトランスイ
ンピーダンスアンプを持ち、各受光素子にそれぞれ該受
光素子からの電流の一部をバイパスするためのトランジ
スタを接続し、各トランジスタのベースを共通に接続し
且つこの共通のベース端子にカーレントミラーを構成す
るダイオードを接続し、上記共通のベース端子を、光入
力が大きい場合に上記ダイオードに流れる電流を増大さ
せて各受光素子のバイパス電流量を増大させる制御入力
端子に接続して構成したものである。

［作用］ 受光素子からの電流の一部をトランスインピーダンスア
ンプからバイパスするための各トランジスタと、その共
通のベース端子に接続されたダイオードとは、カーレン
トミラーを構成しているため、ダイオードに流れる電流
に等しい電流が、各トランジスタのコレクタに流れる。

従って、この共通のベース端子に接続した制御入力端子
の電位を制御して、ダイオードに流れる電流を変更する
ことにより、各受光素子の電流の一部をバイパスさせる
電流量を制御することができる。

このバイパス電流量の制御は、例えば光磁気ディスクの
書込み時のように、光入力が大きくなる場合には、上記
ダイオードに流れる電流が増大されて、各受光素子から
トランスインピーダンスアンプに流込む信号電流が外部
にバイパスされるように行われるので、大きな光入力時
において波形歪を生じなくなり、正常に信号を読出すこ
とができる。

即ち、光磁気ディスクの場合、その書込み時に光磁気デ
ィスクから反射して得られる受光信号の直流成分が大き
いことに着目し、受信回路において直流を差引くことが
できるように工夫したものである。

［実施例］ 本発明の光受信回路の具体的実施例を第１図に示す。

二分割受光素子ｌと受信回路２．３の構成は、従来回路
と同様である。即ち、各受信回路２．３は、トランジス
タＱｚにより構成した増幅段たるエミッタ接地回路に、
トランジスタＱ２で構成したバッファ段たるエミッタフ
ォロワ回路を接続し、エミッタフォロワ回路の出力を帰
還抵抗Ｒｐを介してエミッタ接地回路に帰還し、全体と
してトランスインピーダンス型アンプとしたものから成
り、この受信回路２．３には、１チツプに集積化された
受光素子１ａ、Ｌｂの７メードが接続されている。受信
回路２．３のトランジスタＱ１のエミッタに挿入したダ
イオードＤは、受光素子ｌａ、ｌｂのバイアス調整用で
ある。尚、第１図には示してないが、受信回路２，３の
出力端子は、第３図の如く差動アンプ４に入力される。

第１図の光受信回路が本質的に第３図の従来回路と異な
る点は、トランジスタＱ３．Ｑ、と、ダイオードＱ５と
を加えた構成となっていることである。

受光、素子１ａのアノード、従ってトランジスタＱ１の
ベースは、トランジスタＱ３のコレクタ・エミッタ間を
介して接地され、また受光素子１ｂのアノード、従って
トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ４のコレ
クターエミッタ間を介して接地されている。両トランジ
スタＱ３．Ｑ４のベースは共通に接続され、抵抗１８を
介して制御入力端子Ａに接続されており、また共通のベ
ース端子とアース間にはいわゆるカーレントミラーを構
成すべくダイオードＱ５が挿入されている。

トランジスタＱ３．Ｑ４．ダイオードＱ５はカーレント
ミラーを構成しているため、ダイオードＱ５に流れる電
流に等しいコレクタ電流がトランジスタＱｌ、Ｑ４に流
れる。従って、制御入力端子Ａの電位を変えてダイオー
ドＱｓに流れる電流を制御することにより、各受光素子
１ａ、ｌｂから流れ込む電流の一部をバイパスさせ、あ
るいはそのバイパス電流量を制御することができる。

今、光入力が大きい場合、例えば光磁気ディスクの書込
み時に、制御端子Ａの電位を上げてダイオードＱ５に流
れる電流を増大させると、トランジスタＱ３．Ｑ４に流
れる電流が増し、受光素子ｌａ、ｌｂかも流れ込む信号
電流が外部にバイパスされる。一方、光入力が小さい場
合には、制御端子Ａをアース電位に下げることによって
、ダイオードＱ５及びトランジスタＱ３．Ｑ４がカット
オフされるので、従来回路と全く同様に動作させること
ができる。

光磁気ディスクの場合、光入力レベルのうち、信号成分
は１０％〜２０％であり、残りの成分は直流光なので、
上記のように制御入力端子の電位を制御することによっ
て、直流光による受信回路２．３の飽和を防止すること
ができる。即ち、受信回路２．３は、大きな光入力時に
おいて波形歪を生じなくなり、正常に信号を読出すこと
ができる。従って、この受信回路２．３の信号を差動ア
ンプ４に加え１両者の差をとって増幅すれば、レーザ光
の出力変動、光磁気ディスクの欠陥等による反射率変動
、その他の原因による受光電力の変動がきれいにキャン
セルされ、正常な信号成分のみを取出すことができる。

［発明の効果］ 以上述べたように１本発明によれば１次のような効果が
得られる。

（１）制御入力端子のバイアス電位を制御することによ
って、大入力時においてのみ、直流成分を外部にバイパ
スするように動作させることができる。従って、微小入
力時のＳ／Ｎ比を低下させることなく、ダイナミックレ
ンジを拡大することができる。

（２）集積回路化することによって、２つの受信回路を
バランスさせることが可能であり、差をとるときの誤差
成分を小さくすることができる。即ち、集積回路に適し
た回路構成である。従って、受光素子と本回路を、例え
ば同一パッケージ内に実装するという方法を採用するこ
とが可能となるので、小型化にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光受信回路の一実施例を示す回路図、
第２図は光磁気ディスクの光学系を示すブロック図、第
３図は従来回路の一例を示す回路図である。 図中、ｌは２個を１チツプに集積化した受光素子、２．
３は受信回路、４は差動アンプ、５は光磁気ディスク、
６は半導体レーザ、７はコリメートレンズ、８．１４は
ビームスルリッタ、９は反射ミラー、１０，１３．ｌ寵
り込みレンズ、１６．１７は受光素子、１８は抵抗、Ｑ
ｚ　　、　Ｑ２　　。 Ｑｌ、Ｑ４はトランジスタ、Ｑｓはダイオード、ＲＬ　
　、Ｒｐ　　、Ｒｔは抵抗を示す。 第１図 ０３、Ｑ４：　）ランジヌタ Ｑ５コダ゛４．！″−ド Ａ：制卑捜醐洋 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エミッタ接地回路にエミッタフォロワ回路を接続し
   、エミッタフォロワ回路の出力を抵抗を介してエミッタ
   接地回路に帰還してなるトランスインピーダンス型アン
   プと、受光素子とによって構成される光受信回路におい
   て、複数の受光素子とこれに接続したトランスインピー
   ダンスアンプを持ち、各受光素子にそれぞれ該受光素子
   からの電流の一部をバイパスするためのトランジスタを
   接続し、各トランジスタのベースを共通に接続し且つこ
   の共通のベース端子にカーレントミラーを構成するダイ
   オードを接続し、上記共通のベース端子を、光入力が大
   きい場合に上記ダイオードに流れる電流を増大させて各
   受光素子のバイパス電流量を増大させる制御入力端子に
   接続したことを特徴とする光受信回路。