(57)【要約】【課題】ゲイン切り替え用専用端子を設けずに簡便な構成でゲイン切り替えが可能な受発光装置を提供する。【解決手段】本発明の受発光装置は、半導体レーザ８と、半導体レーザ８から出射される前方光が光ディスクに反射されて戻ってくる戻り光を受光する第１のフォトダイオード１と、半導体レーザ８から出射される後方光を受光する第２のフォトダイオード１１と、第１のフォトダイオード１で発生した電流信号を電圧信号に変換し、増幅する増幅回路とを備えている。この増幅回路は、オペアンプ２とオペアンプ２に並列に接続された第１のゲイン抵抗３および第２のゲイン抵抗４とゲイン抵抗の切り替えを行うスイッチ回路７とを備え、第１のゲイン抵抗３と第２のゲイン抵抗４との切り替えは第２のフォトダイオード１１からの信号に基づいて行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、前記半導体レーザから出射される前方光が反射されて戻ってくる戻り光を受光する第１のフォトダイオードと、前記半導体レーザから出射される後方光を受光する第２のフォトダイオードと、前記第１のフォトダイオードで発生した電流信号を電圧信号に変換し、増幅する増幅回路とを備えた受発光装置であって、
前記増幅回路は、オペアンプと複数のゲイン抵抗と前記複数のゲイン抵抗の切り替えを行うスイッチとを少なくとも備え、
前記複数のゲイン抵抗は、前記オペアンプの入力の一方に一端が、前記オペアンプの出力に他端が接続されるように並列接続され、
前記ゲイン抵抗の切り替えは前記第２のフォトダイオードからの信号に基づいて行われることを特徴とする受発光装置。
【請求項２】
前記半導体レーザは使用モードに応じて少なくとも２つ以上の異なるパワーの光を出力し、前記スイッチは前記半導体レーザから出射される出射光のパワーに応じて切り替えられることを特徴とする請求項１記載の受発光装置。
【請求項３】
前記受発光装置は前記スイッチの切り替え動作を制御する制御回路をさらに備え、
前記半導体レーザから出射される後方光によって前記第２のフォトダイオードで発生した信号を前記制御回路に入力し、前記第２のフォトダイオードからの信号によって前記制御回路を動作させることを特徴とする請求項１または２に記載の受発光装置。
【請求項４】
前記受発光装置は前記半導体レーザを駆動するための電源をさらに備え、
前記第２のフォトダイオードからの信号に基づいて前記電源の動作を制御し、前記半導体レーザの出力パワーをコントロール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発光装置。
【請求項５】
前記半導体レーザとして、異なる波長の光を発する複数のレーザを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の受発光装置。
【請求項６】
前記複数のレーザのうち少なくとも２つはモノリシックに集積されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の受発光装置。
【請求項７】
異なる波長の光を発する前記複数のレーザに対して前記第１のフォトダイオードを共通に使用することを特徴とする請求項５または６に記載の受発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク用のピックアップに使用される受発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤドライブなどに用いられる光ピックアップ装置は、通常、半導体レーザ、フォトダイオードおよびフォトダイオードの信号を増幅して出力する光電変換増幅回路を備えている。
【０００３】
以下、図２を参照しながら、特許文献１に示された光ピックアップ装置に用いる受発光装置について説明する。
【０００４】
シリコン基板２０上に半導体レーザ２１が固定されており、さらにシリコン基板２０には溝２２およびその斜面に反射ミラー２３が設けられている。半導体レーザ２１から出射された光は反射ミラー２３によってシリコン基板２０の表面に対して垂直に立ち上げられ、光路２４を経て光ディスク（図示せず）に入射する。
【０００５】
光ディスクに反射された信号光２５は、第１のフォトダイオード２６に入射し、電流信号に変換される。その後、電流信号は後述する増幅回路によって、電圧信号に変換される。また、半導体レーザ２１の後部には、半導体レーザ２１から出射された後方光を受光するレーザ出力モニター用の第２のフォトダイオード２７が設けられている。
【０００６】
以上の構成から、光ディスク上に記録された情報を読み出し、あるいは情報を記録する。
【０００７】
次に、図３を参照しながら、特許文献２に示された受発光装置について説明をする。
【０００８】
半導体レーザ８は駆動用電源９に接続されている。光ディスク（図示せず）で反射された光を第１のフォトダイオード１で受光すると、受光量に応じた電荷が発生し光電流を生じる。この光電流は入力信号を反転増幅するオペアンプ２の入力部の一方に入力されるとともに、一方が入力部に接続され、他方が出力部に接続された第１のゲイン抵抗３に流れる。
【０００９】
第１のゲイン抵抗３に光電流が流れると、抵抗の両端に電圧が発生し、この電圧がオペアンプ２の入力に帰還され、オペアンプの入力部の他方に接続された基準電圧源５の基準電圧に対して光電流とゲイン抵抗の抵抗値とで決まる電圧信号が出力端子６に出力される。
【００１０】
ここで、第１のゲイン抵抗３と並列に抵抗値が異なる第２のゲイン抵抗４が接続されており、これら抵抗の一端とオペアンプ２の出力との間に経路切り換えのためのスイッチが設けられており、端子１０からの信号に応じて動作するスイッチ回路７によってスイッチの切り替えが行われる。
【００１１】
ゲイン抵抗の切り替えは、主に第１のフォトダイオード１に入射される光量によって決まり、具体的には、光ピックアップ装置によって光ディスクの記録を行っているときと、光ディスクの情報再生を行っているときとで切り替える。
【００１２】
例えば、記録時には低抵抗である第２のゲイン抵抗４を流れるようにし、再生時には高抵抗である第１のゲイン抵抗３を流れるようにすれば、記録時に流れる大電流によりオペアンプ２が飽和するのを防止し、ダイナミックレンジを広く取ることが可能となる。
【００１３】
また、半導体レーザ８から出射される後方光は第２のフォトダイオード１１によって電流信号に変換され、駆動用電源９のパワー制御信号として利用される。
【特許文献１】特開平５−３１５６９９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２に開示された構成では、スイッチ切り替え用端子を確保しなければならない。
【００１５】
しかし、最近の光ピックアップ装置では、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙなど複数の光ディスクに対応するために増幅回路のゲイン切り替え信号の入力端子が必要となってきており、端子数が急増している。図４に示したように、端子数の増加はパッケージの大型化につながるが、これは機器の小型化に伴う光ピックアップ等の光学部品の小型化の要請に反する。一方、オペアンプのダイナミックレンジを拡げて対応することも考えられるが、回路が複雑になり、また回路面積の増大にもつながる。
【００１６】
そこで本発明は上記課題に鑑み、端子数を増加させずに、比較的簡便な構成でゲイン切り替えが可能な受発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の受発光装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出射される前方光が反射されて戻ってくる戻り光を受光する第１のフォトダイオードと、前記半導体レーザから出射される後方光を受光する第２のフォトダイオードと、前記第１のフォトダイオードで発生した電流信号を電圧信号に変換し、増幅する増幅回路とを備えた受発光装置であって、前記増幅回路は、オペアンプと複数のゲイン抵抗と前記複数のゲイン抵抗の切り替えを行うスイッチとを少なくとも備え、前記複数のゲイン抵抗は、前記オペアンプの入力の一方に一端が、前記オペアンプの出力に他端が接続されるように並列接続され、前記ゲイン抵抗の切り替えは前記第２のフォトダイオードからの信号に基づいて行われることを特徴とする。
【００１８】
前記半導体レーザは使用モードに応じて少なくとも２つ以上の異なるパワーの光を出力し、前記スイッチは前記半導体レーザから出射される出射光のパワーに応じて切り替えられることが好ましい。
【００１９】
前記受発光装置は前記スイッチの切り替え動作を制御する制御回路をさらに備え、前記半導体レーザから出射される後方光によって前記第２のフォトダイオードで発生した信号を前記制御回路に入力し、前記第２のフォトダイオードからの信号によって前記制御回路を動作させることが好ましい。
【００２０】
前記受発光装置は前記半導体レーザを駆動するための電源をさらに備え、前記第２のフォトダイオードからの信号に基づいて前記電源の動作を制御し、前記半導体レーザの出力パワーをコントロールすることが好ましい。
【００２１】
前記半導体レーザとして、異なる波長の光を発する複数のレーザを用いることが好ましい。
【００２２】
前記複数のレーザのうち少なくとも２つはモノリシックに集積されていることが好ましい。
【００２３】
異なる波長の光を発する前記複数のレーザに対して前記第１のフォトダイオードを共通に使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の受発光装置によれば、半導体レーザの後方光を受光するフォトダイオードからの信号に基づいてゲイン切り替え動作を制御できるため、ゲイン切り替え用の専用端子を設ける必要がなく、装置の小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態における受発光装置について、図面を参照にしながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態における受発光装置の回路図である。
【００２７】
なお、半導体レーザやフォトダイオード等の具体的な配置および受発光装置としての基本的な動作は図２〜図４に示した例と同様であるので、その部分の説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態における受発光装置の特徴は、半導体レーザ８からの後方光を受光する第２のフォトダイオード１１からの信号を駆動用電源９のパワー制御用信号として利用するとともに、ゲイン切り替えを行うスイッチ回路７の制御回路１２にフィードバックする点にある。
【００２９】
ＣＤ―Ｒ，ＲＷやＤＶＤ−Ｒ，ＲＷなどの記録型光ディスクにおいて再生時と記録時とでは半導体レーザの出力が異なるため一般的に再生時はゲインを大きく、記録時にはゲインを小さくするためにゲイン切り替え機能を有する増幅回路が用いられる。ＣＤ―Ｒ，ＲＷやＤＶＤ−Ｒ，ＲＷなどの再生、記録時には半導体レーザ８から光ディスクに向けてそれぞれ強度の異なるレーザ光が出射されるが、同時に半導体レーザ８からも再生、記録に応じて異なる強度の後方光が出射される。後方光は第２のフォトダイオード１１に入射して電流信号に変換された後、制御回路１２において、ゲイン切り替えの制御信号に変換されてスイッチ回路７に入力される。ここでゲインの切り替えスイッチ回路７の閾値は再生時の入力信号値と記録時の入力信号値の中間に設定されており、再生時と記録時で異なる入力信号に応じてオペアンプ２に接続されるゲイン抵抗３とゲイン抵抗４を切り替える。
【００３０】
第１のフォトダイオード１に入射した光によって発生した電流Ｉｐｄがスイッチ回路７によって切り替えられた第１のゲイン抵抗３（抵抗値：Ｒ１）あるいは第２のゲイン抵抗４（抵抗値：Ｒ２）に流れて電圧降下が生じ、オペアンプ２の非反転入力端子に接続された基準電圧源５によって与えられた基準電圧に対してＩｐｄ×Ｒ１またはＩｐｄ×Ｒ２で与えられる電圧が出力端子６に出力される。
【００３１】
具体的には、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤでは読み取り時の信号電流は３〜９ｍＷであり、記録時は１００〜２５０ｍＷである。また、後方光の信号電流は、記録時は１０〜２０ｍＷであり、再生時は０．５〜２ｍＷ程度である。したがって、ゲインの切り替えスイッチ回路７の閾値は４〜７ｍＷにすることにより、再生時と記録時のゲイン抵抗の切り替えが出来る。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、既存の回路を利用してゲイン切り替え用信号を発生させることが可能となるので、専用端子が不要となり、受発光装置の小型化が図れる。
また、後方光を利用するため、光ディスクへの入射光量を維持できるため、光の利用効率を低下させないという利点もある。
【００３３】
なお、レーザの出射光量を高精度に制御する必要が無ければ、フォトダイオード１１からの信号を駆動用電源９にフィードバックしない構成もありうる。
【００３４】
また、本実施の形態では半導体レーザが一つの場合について示したが、ＣＤ用、ＤＶＤ用、次世代ＤＶＤ用に複数あってもよいし、それらがモノリシックに集積された構成であってもよい。この場合、例えば、ＣＤ用レーザとＤＶＤ用レーザとがモノリシックに集積され、次世代ＤＶＤ用レーザが別個設けられていてもよい。また、記録用レーザと再生用レーザとが別個にあるいはモノリシックに修正された構成でもよい。
【００３５】
この場合、第１のフォトダイオード１や第２のフォトダイオード１１を共用する構成であれば、部品点数を少なくでき、さらに装置の小型化が図れる。
【００３６】
半導体レーザやフォトダイオードの配置や個数等も本実施の形態に限定されず、例えば、第１のフォトダイオード１と第２のフォトダイオード１１とが別の基板に形成されていてもよいし、半導体レーザ８がさらに別の基板に設けられていてもよい。
【００３７】
また、第１のフォトダイオード１や第２のフォトダイオード１１がそれぞれ分割されていてもよい。
【００３８】
また、第２のフォトダイオード１１からの信号は直接、駆動用電源９にフィードバックされなくてもよく、別途設けられた電源駆動用ＩＣ（図示せず）に入力されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る受発光装置は、半導体レーザの出力パワーに応じてゲインを切り替える機能を有しており、ＣＤやＤＶＤおよび青色光を利用する次世代ＤＶＤ等に用いられる光ピックアップ装置に利用でき、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態における受発光装置の回路図
【図２】従来の技術における受発光装置の構成を示した模式図
【図３】従来の技術における受発光装置の回路図
【図４】従来の技術における光ピックアップ装置の構成を示した模式図
【符号の説明】
【００４１】
１  フォトダイオード
２  オペアンプ
３  第１のゲイン抵抗
４  第２のゲイン抵抗
５  基準電圧源
６  出力端子
７  スイッチ回路
８  半導体レーザ
９  レーザ駆動用電源
１０  信号入力端子
１１  フォトダイオード
１２  制御回路
２０  シリコン基板
２１  半導体レーザ
２２  溝
２３  反射ミラー
２４  光路
２５  信号光
２６  第１のフォトダイオード
２７  第２のフォトダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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