JPH0648575Y2 - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JPH0648575Y2 JPH0648575Y2 JP1988119266U JP11926688U JPH0648575Y2 JP H0648575 Y2 JPH0648575 Y2 JP H0648575Y2 JP 1988119266 U JP1988119266 U JP 1988119266U JP 11926688 U JP11926688 U JP 11926688U JP H0648575 Y2 JPH0648575 Y2 JP H0648575Y2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/1443—Devices controlled by radiation with at least one potential jump or surface barrier
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/13—Optical detectors therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02024—Position sensitive and lateral effect photodetectors; Quadrant photodiodes
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、光ディスク装置等で光電変換に用いられる
光検出器に関し、その分割受光面を分割する分離領域の
形状に係わるものである。
光検出器に関し、その分割受光面を分割する分離領域の
形状に係わるものである。
従来、この種の光検出器として第６図に受光領域の平面
図を示すものがあった。
図を示すものがあった。
第６図において、1,2,3および４は略正方形の分割受光
面を示し、それぞれの分割受光面１は均一な幅の分離領
域５によって分割されている。
面を示し、それぞれの分割受光面１は均一な幅の分離領
域５によって分割されている。
Ａは定常的に光束が入射する実受光領域を示し、それぞ
れの分割受光面１〜４に均等にかかる円形状とされてい
る。
れの分割受光面１〜４に均等にかかる円形状とされてい
る。
第７図は第６図に示す光検出器の出力からトラッキング
・エラー信号をプッシュプル法によって得るための回路
図である。
・エラー信号をプッシュプル法によって得るための回路
図である。
第７図において、11は分割受光面1,2の出力を加算する
加算器、12は分割受光面3,4の出力を加算する加算器、1
3は加算器11の出力から加算器12の出力を減算する減算
器を示す。
加算器、12は分割受光面3,4の出力を加算する加算器、1
3は加算器11の出力から加算器12の出力を減算する減算
器を示す。
次に、動作について説明する。
光ディスク装置においては、光束をいくつかの領域、す
なわち４つに分割した分割受光面１〜４で受光し、それ
ぞれの分割受光面１〜４の出力の強度あるいは位相を比
較することによって光束の位置制御のための信号（トラ
ッキング制御信号）を得ている。
なわち４つに分割した分割受光面１〜４で受光し、それ
ぞれの分割受光面１〜４の出力の強度あるいは位相を比
較することによって光束の位置制御のための信号（トラ
ッキング制御信号）を得ている。
例えば、情報信号トラックに追従するためのトラッキン
グ信号をプッシュプル法によって得る場合、情報信号ト
ラックが第６図の矢印Ｘ方向へ移動する場合を考える
と、分割受光面1,2の出力を加算した加算器11の出力か
ら分割受光面3,4の出力を加算した加算器12の出力を減
算器13で減算することにより、第８図に示すように、ト
ラックずれ量に対するトラッキング・エラー信号（差分
信号）TEを得ることができる。
グ信号をプッシュプル法によって得る場合、情報信号ト
ラックが第６図の矢印Ｘ方向へ移動する場合を考える
と、分割受光面1,2の出力を加算した加算器11の出力か
ら分割受光面3,4の出力を加算した加算器12の出力を減
算器13で減算することにより、第８図に示すように、ト
ラックずれ量に対するトラッキング・エラー信号（差分
信号）TEを得ることができる。
なお、このトラッキング・エラー信号TEは、第６図の矢
印Ｙ方向へのトラックずれ量に対応する信号である。
印Ｙ方向へのトラックずれ量に対応する信号である。
したがって、減算器13が出力するトラックキング・エラ
ー信号に基づいてトラックずれ量を補正することによ
り、適正なトラッキング制御を行なうことができる。
ー信号に基づいてトラックずれ量を補正することによ
り、適正なトラッキング制御を行なうことができる。
なお、上述のように、適正なトラッキング制御を行なわ
せるための受光領域の大きさ（分割受光面１〜４の総
和）は、光検出器の調整を容易にするため、および光束
が光検出器上でずれても感度を低下させないようにする
ためにも定常的に光束が入射する実受光領域Ａよりも広
くしてある。
せるための受光領域の大きさ（分割受光面１〜４の総
和）は、光検出器の調整を容易にするため、および光束
が光検出器上でずれても感度を低下させないようにする
ためにも定常的に光束が入射する実受光領域Ａよりも広
くしてある。
このような光検出器において、分離領域５を広くする
と、受光した光の中で検出不能となる領域が広くなるの
で、情報の正確な検出，伝達ができなくなるため、分離
領域５は極力狭くする必要がある。
と、受光した光の中で検出不能となる領域が広くなるの
で、情報の正確な検出，伝達ができなくなるため、分離
領域５は極力狭くする必要がある。
従来の光検出器は上記のように構成されているので、分
離領域５を狭くすると、隣接する分割受光面１〜４の間
で漏れ込み、いわゆるクロストークが発生し、周波数の
高い信号の場合にはクロストークの影響が大きくなる。
離領域５を狭くすると、隣接する分割受光面１〜４の間
で漏れ込み、いわゆるクロストークが発生し、周波数の
高い信号の場合にはクロストークの影響が大きくなる。
したがって、ヘテロダイン法等ではそれぞれの分割受光
面１〜４の出力の高域での位相比較によってトラッキン
グ制御信号等を得る場合、クロストークに対処するため
に分離領域５の幅をある程度まで広げて情報の正確な検
出，伝達を犠牲にするか、分離領域５の幅を狭くして周
波数特性を犠牲にするか、あるいは受光領域をある程度
小さくして初期調整の容易さを犠牲にするかを選択しな
ければならないという問題点があった。
面１〜４の出力の高域での位相比較によってトラッキン
グ制御信号等を得る場合、クロストークに対処するため
に分離領域５の幅をある程度まで広げて情報の正確な検
出，伝達を犠牲にするか、分離領域５の幅を狭くして周
波数特性を犠牲にするか、あるいは受光領域をある程度
小さくして初期調整の容易さを犠牲にするかを選択しな
ければならないという問題点があった。
すなわち、光検出器を所定の位置に調整して配置するた
めに光検出器を移動させるのが普通であるが、通常、こ
の調整初期に光検出器を置く位置は実受光領域Ａの面積
の100倍以上もの広い範囲に渡る。
めに光検出器を移動させるのが普通であるが、通常、こ
の調整初期に光検出器を置く位置は実受光領域Ａの面積
の100倍以上もの広い範囲に渡る。
なお、上述のように光検出器を調整初期に置く位置が広
くなるのは、光検出器をパッケージに収める際に位置が
ずれたり、位置調整機構の調整開始位置が全く不定であ
ったりすることによるものである。
くなるのは、光検出器をパッケージに収める際に位置が
ずれたり、位置調整機構の調整開始位置が全く不定であ
ったりすることによるものである。
したがって、調整の手間を考慮すると、この初期位置に
も光検出器があって光検出器のずれ量，方向が分かるよ
うになっていれば、容易に調整できるが、初期位置に光
検出器がないと、光検出器の位置をどちらへ移動させれ
ばよいかが分からないため、光束が入射する位置の検索
に時間と労力とを要し、自動的に位置を調整するのは困
難となる。
も光検出器があって光検出器のずれ量，方向が分かるよ
うになっていれば、容易に調整できるが、初期位置に光
検出器がないと、光検出器の位置をどちらへ移動させれ
ばよいかが分からないため、光束が入射する位置の検索
に時間と労力とを要し、自動的に位置を調整するのは困
難となる。
しかしながら、光検出器の受光領域が大きくなると、隣
接する分割受光面１〜４の間の結合容量が大きくなり、
例えばヘテロダイン法，時間差法として知られているよ
うな、隣接する分割受光面１〜４の間の高周波信号の位
相ずれ量に基づいてトラッキング・エラー信号等を得る
場合、すなわち位相差信号が高周波帯域にわたって必要
となる場合には結合容量によって高周波帯域でのクロス
トークが発生すると、この位相差信号が得られなくな
る。
接する分割受光面１〜４の間の結合容量が大きくなり、
例えばヘテロダイン法，時間差法として知られているよ
うな、隣接する分割受光面１〜４の間の高周波信号の位
相ずれ量に基づいてトラッキング・エラー信号等を得る
場合、すなわち位相差信号が高周波帯域にわたって必要
となる場合には結合容量によって高周波帯域でのクロス
トークが発生すると、この位相差信号が得られなくな
る。
したがって、第９図に示すように、曲線Ｉの位相差信号
周波数よりも曲線IIのように光検出器の位相差伝達特性
が劣ってしまい、高密度広帯域の光ディスク装置が必要
とされる状況で、調整作業が容易で、かつ、クロストー
クが少ない光検出器を得ることは困難であるという問題
点があった。
周波数よりも曲線IIのように光検出器の位相差伝達特性
が劣ってしまい、高密度広帯域の光ディスク装置が必要
とされる状況で、調整作業が容易で、かつ、クロストー
クが少ない光検出器を得ることは困難であるという問題
点があった。
なお、第９図の曲線IIIは分離領域５を狭くした場合の
位相差信号伝達特性を示す。
位相差信号伝達特性を示す。
また、ヘテロダイン法について説明すれば、第６図に示
した光受光器の分割受光面１〜４の出力から第10図に示
すような回路でトラッキング制御信号を得ている なお、第10図において、21は分割受光面2,3の出力を加
算する加算器、22は分割受光面1,4の出力を加算する加
算器、23は加算器21,22の出力を加算する加算器、24は
加算器21の出力から加算器22の出力を減算する減算器、
25は加算器23の出力に基づいてサンプリングパルスを出
力する立ち上がりパルス発生回路（RPG）、26は加算器2
3の出力に基づいてサンプリングパルスを出力する立ち
下がりパルス発生回路（FPG）、27,28は減算器24の出力
をRPG25,FPG26の出力に基づいて通過させるゲート、29,
30はそれぞれゲート27,28の出力をホールドするホール
ド回路、31はホールド回路29の出力からホールド回路30
の出力を減算する減算器を示し、減算器31の出力がトラ
ッキング・エラー信号TEとなる。
した光受光器の分割受光面１〜４の出力から第10図に示
すような回路でトラッキング制御信号を得ている なお、第10図において、21は分割受光面2,3の出力を加
算する加算器、22は分割受光面1,4の出力を加算する加
算器、23は加算器21,22の出力を加算する加算器、24は
加算器21の出力から加算器22の出力を減算する減算器、
25は加算器23の出力に基づいてサンプリングパルスを出
力する立ち上がりパルス発生回路（RPG）、26は加算器2
3の出力に基づいてサンプリングパルスを出力する立ち
下がりパルス発生回路（FPG）、27,28は減算器24の出力
をRPG25,FPG26の出力に基づいて通過させるゲート、29,
30はそれぞれゲート27,28の出力をホールドするホール
ド回路、31はホールド回路29の出力からホールド回路30
の出力を減算する減算器を示し、減算器31の出力がトラ
ッキング・エラー信号TEとなる。
この発明は、上記したような問題点を解決するためにな
されたものであり、調整作業が容易で、かつクロストー
クが少ない光検出器を提供することを目的とするもので
ある。
されたものであり、調整作業が容易で、かつクロストー
クが少ない光検出器を提供することを目的とするもので
ある。
この考案にかかる光検出器は、実受光領域外に位置する
分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離領域
の幅よりも広くしたものである。
分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離領域
の幅よりも広くしたものである。
この考案にかかる光検出器は、実受光領域外に位置する
分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離領域
の幅よりも広くしたので、分割受光面の結合容量が小さ
くなって周波数特性が向上する。
分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離領域
の幅よりも広くしたので、分割受光面の結合容量が小さ
くなって周波数特性が向上する。
以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの考案の一実施例による光検出器の受光領域
を示す平面図である。
を示す平面図である。
第１図において、41,42,43および44はそれぞれ長方形の
分割受光面を示し、それぞれの分割受光面41〜44は分離
領域45,46によって分割されている。
分割受光面を示し、それぞれの分割受光面41〜44は分離
領域45,46によって分割されている。
Ａは定常的に光束が入射する実受光領域を示し、それぞ
れの分割受光面51〜54に均等にかかる円形状とされてい
る。
れの分割受光面51〜54に均等にかかる円形状とされてい
る。
なお、分割受光面41,42および43,44を分離する分離領域
45は均一な幅とされ、分割受光面42,43および44,41を分
離する分離領域46は実受光領域Ａ内では均一な幅とさ
れ、実受光領域Ａ外では実受光領域Ａから離れるにつれ
て次第に拡開する幅とされている。
45は均一な幅とされ、分割受光面42,43および44,41を分
離する分離領域46は実受光領域Ａ内では均一な幅とさ
れ、実受光領域Ａ外では実受光領域Ａから離れるにつれ
て次第に拡開する幅とされている。
次に、動作について説明する。
光束が実受光領域Ａ内に入射する場合は分離領域45,46
が従来と同様に狭いので、正確な信号の検出，伝達が可
能である。
が従来と同様に狭いので、正確な信号の検出，伝達が可
能である。
そして、分割受光面41,44および42,43は分離領域46によ
って分離されているので、結合容量が小さくなるため、
それぞれの分割受光面41〜44を矢印Ｘ方向へ従来に比べ
て大きくすることができる。
って分離されているので、結合容量が小さくなるため、
それぞれの分割受光面41〜44を矢印Ｘ方向へ従来に比べ
て大きくすることができる。
したがって、クロストークの影響が少なくなり、第２図
に示すように、曲線IV（第10図の曲線Ｉと同特性であ
る。）の位相差信号周波数よりも曲線Ｖのように光検出
器の位相差伝達特性が向上する。
に示すように、曲線IV（第10図の曲線Ｉと同特性であ
る。）の位相差信号周波数よりも曲線Ｖのように光検出
器の位相差伝達特性が向上する。
そして、受光領域が広くなることによって光束の位置を
把握することが容易となるので、光検出器の調整作業が
容易に行なえるようになる。
把握することが容易となるので、光検出器の調整作業が
容易に行なえるようになる。
なお、矢印Ｘ方向の分離領域46の幅を実受光領域Ａ外で
広くした場合について説明したが、矢印Ｙ方向の分離領
域45も同様な構成とすることにより、分割受光面41〜44
を矢印Ｙ方向へ従来に比べて大きくすることができる。
広くした場合について説明したが、矢印Ｙ方向の分離領
域45も同様な構成とすることにより、分割受光面41〜44
を矢印Ｙ方向へ従来に比べて大きくすることができる。
第３図はこの考案の他の実施例を示す受光領域の平面図
であり、第１図と同一部分には同一符号が付してある。
であり、第１図と同一部分には同一符号が付してある。
第３図において、51,52,53および54は分割受光面を示
し、それぞれの分割受光面51〜54は分離領域55,56,57お
よび58によって分割されている。
し、それぞれの分割受光面51〜54は分離領域55,56,57お
よび58によって分割されている。
なお、分割受光面51,52を分割する分離領域55は実受光
領域Ａ内から実受光領域Ａ外へ向かって次第に拡開する
幅とされ、分割受光面52,53を分離する分離領域56は実
受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外の一部分まで均一な幅
で、実受光領域Ａ外の一部分では実受光領域Ａ内の幅よ
りも広い均一な幅とされ、分割受光面53,54を分離する
分離領域57は実受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外まで均
一な幅で、実受光領域Ａ外の一部分が実受光領域Ａ内の
幅よりも広い均一な幅とされ、分割受光面54,51を分離
する分離領域58は実受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外へ
向かって次第に拡開した後に次第に縮閉する幅とされて
いる。
領域Ａ内から実受光領域Ａ外へ向かって次第に拡開する
幅とされ、分割受光面52,53を分離する分離領域56は実
受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外の一部分まで均一な幅
で、実受光領域Ａ外の一部分では実受光領域Ａ内の幅よ
りも広い均一な幅とされ、分割受光面53,54を分離する
分離領域57は実受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外まで均
一な幅で、実受光領域Ａ外の一部分が実受光領域Ａ内の
幅よりも広い均一な幅とされ、分割受光面54,51を分離
する分離領域58は実受光領域Ａ内から実受光領域Ａ外へ
向かって次第に拡開した後に次第に縮閉する幅とされて
いる。
第４図はこの考案のさらに他の実施例を示す受光領域の
平面図であり、、第１図と同一部分には同一符号が付し
てある。
平面図であり、、第１図と同一部分には同一符号が付し
てある。
第４図において、61,62および63は分割受光面を示し、
それぞれの分割受光面61〜63は分離領域56,65によって
分割されている。
それぞれの分割受光面61〜63は分離領域56,65によって
分割されている。
なお、分割受光面61は均一な幅とされ、分割受光面61,6
2および分割受光面61,63を分離する分離領域64,65は実
受光領域Ａ内から両実受光領域Ａ外の一部分までは均一
な幅で、実受光領域Ａから離れるにつれて次第に拡開す
る幅とされている。
2および分割受光面61,63を分離する分離領域64,65は実
受光領域Ａ内から両実受光領域Ａ外の一部分までは均一
な幅で、実受光領域Ａから離れるにつれて次第に拡開す
る幅とされている。
第５図はこの考案のさらに他の実施例を示す受光領域の
平面図であり、第１図と同一部分には同一符号が付して
ある。
平面図であり、第１図と同一部分には同一符号が付して
ある。
第５図において、71,72,73および74は中心へ向かって外
側の角にくびれがある形状の分割受光面を示し、それぞ
れの分割受光面71〜74は分離領域75によって分割されて
いる。
側の角にくびれがある形状の分割受光面を示し、それぞ
れの分割受光面71〜74は分離領域75によって分割されて
いる。
なお、分離領域75は実受光領域Ａ内では均一な幅とさ
れ、実受光領域Ａ外では実受光領域Ａから離れるにつれ
て次第に拡開する幅とされている。
れ、実受光領域Ａ外では実受光領域Ａから離れるにつれ
て次第に拡開する幅とされている。
上記した第３図〜第５図の実施例においても、第１図の
実施例と同様な効果を得ることができる。
実施例と同様な効果を得ることができる。
なお、上記実施例では、分割受光面の数を３つまたは４
つとした場合を例として説明したが、分割受光面の数を
２つの構成しても同様な効果を得ることができる。
つとした場合を例として説明したが、分割受光面の数を
２つの構成しても同様な効果を得ることができる。
そして、分割受光面の形状を略正方形，略長方形として
説明したが、分割受光面は円形等であっても同様な効果
をえることができる。
説明したが、分割受光面は円形等であっても同様な効果
をえることができる。
さらに、トラッキング・エラー信号（トラッキング制御
信号）の場合で説明したが、フォーカス・サーボ信号等
の場合であっても適用できる。
信号）の場合で説明したが、フォーカス・サーボ信号等
の場合であっても適用できる。
以上のように、この考案によれば、実受光領域外に位置
する分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離
領域の幅よりも広くしたので、分割受光面の結合容量が
小さくなり、受光領域を大きくすることができる。
する分離領域の幅の一部を実受光領域内に位置する分離
領域の幅よりも広くしたので、分割受光面の結合容量が
小さくなり、受光領域を大きくすることができる。
したがって、光検出器の調整作業が容易で、かつ、クロ
ストークが少なくなり、情報の正確な検出，伝達ができ
るという効果がある。
ストークが少なくなり、情報の正確な検出，伝達ができ
るという効果がある。
第１図はこの考案の一実施例による光検出器の受光領域
を示す平面図、 第２図はこの考案の光検出器の位相差伝達特性を示す特
性図、 第３図，第４図および第５図はこの考案の他の実施例に
よる光検出器の分割受光面を示す平面図、 第６図は従来の光検出器の受光領域を示す平面図、 第７図はプッシュプル法によって分割受光面の出力から
トラッキング・エラー信号を得るための回路図、 第８図はトラックずれ量に対するトラッキング・エラー
信号を示す特性図、 第９図は従来の光検出器の位相差伝達特性を示す特性
図、 第10図はヘテロダイン法によってトラッキング・エラー
信号を得る回路図である。 41,42,43,44……分割受光面、45,46……分離領域、Ａ…
…実受光領域。
を示す平面図、 第２図はこの考案の光検出器の位相差伝達特性を示す特
性図、 第３図，第４図および第５図はこの考案の他の実施例に
よる光検出器の分割受光面を示す平面図、 第６図は従来の光検出器の受光領域を示す平面図、 第７図はプッシュプル法によって分割受光面の出力から
トラッキング・エラー信号を得るための回路図、 第８図はトラックずれ量に対するトラッキング・エラー
信号を示す特性図、 第９図は従来の光検出器の位相差伝達特性を示す特性
図、 第10図はヘテロダイン法によってトラッキング・エラー
信号を得る回路図である。 41,42,43,44……分割受光面、45,46……分離領域、Ａ…
…実受光領域。
Claims (1)
- 【請求項１】分離領域によって分割されたそれぞれの分
割受光面に渡って定常的に光束が入射する実受光領域を
設定する光検出器において、 前記実受光領域外に位置する前記分離領域の幅の一部を
前記実受光領域内に位置する前記分離領域の幅よりも広
くしたことを特徴とする光検出器。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP1988119266U JPH0648575Y2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光検出器 |
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| FR8905750A FR2636462A1 (en) | 1988-09-13 | 1989-04-28 | Light detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1988119266U JPH0648575Y2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光検出器 |
Publications (2)
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| JPH0648575Y2 true JPH0648575Y2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14757088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP1988119266U Expired - Lifetime JPH0648575Y2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光検出器 |
Country Status (4)
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- 1989-04-28 FR FR8905750A patent/FR2636462A1/fr active Granted
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