(57)【要約】【課題】レーザ光検出回路において、動作停止モードと動作モードの切り替え時に発生する尖頭出力を抑制することで後段に接続される回路の破壊や誤動作を防止する。【解決手段】レーザ光検出回路３は、レーザ光の強度に応じた信号を増幅して出力する差動増幅器３０、差動増幅器３０の出力がベースに印加された駆動トランジスタＴＲ５、駆動トランジスタＴＲ５のエミッタに接続された第２の定電流源３２、駆動トランジスタＴＲ５のエミッタがベースに接続された出力トランジスタＴＲ７、駆動トランジスタＴＲ５のエミッタと接地の間に接続されたバイパストランジスタＴＲ９、及び制御回路を備える。制御回路は、動作停止モードから動作モードに遷移する時に、バイパストランジスタＴＲ９をオンすることにより第２の定電流源３２からバイパストランジスタＴＲ９を経由して接地に至るバイパス電流経路を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の強度に応じた信号が入力され、この信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器により増幅された信号が入力端に印加された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力端に接続された定電流源と、
前記第１のトランジスタの出力端がその入力端に接続された第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの出力端と接地の間に接続されたバイパストランジスタと、
動作停止モードから動作モードに移行する時に、前記定電流源の動作を開始するとともに、前記バイパストランジスタをオンすることにより前記定電流源から前記バイパストランジスタを経由して接地に至るバイパス電流経路を形成するように前記定電流源及び前記バイパストランジスタを制御する制御回路と、を備えることを特徴とするレーザ光検出回路。
【請求項２】
前記制御回路は、前記定電流源の動作を開始する前に前記バイパストランジスタをオンすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光検出回路。
【請求項３】
前記制御回路は、動作モードから動作停止モードに移行する時に、前記定電流源の動作を停止すると共に、前記バイパストランジスタをオンすることにより前記定電流源から前記バイパストランジスタを経由して接地に至るバイパス電流経路を形成するように、前記定電流源及び前記バイパストランジスタを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ光検出回路。
【請求項４】
前記制御回路は、前記定電流源の動作を停止する前に前記バイパストランジスタをオンすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光検出回路。
【請求項５】
レーザ光を受光し、受光したレーザ光の強度に応じた電流を発生する受光素子と、
前記受光素子により発生された電流を電圧信号に変換して出力する電流電圧変換回路と、を備え、この電流電圧変換回路から出力された電圧信号を前記増幅器に入力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ光検出回路。
【請求項６】
レーザ光を受光し、受光したレーザ光の強度に応じた電流を発生する受光素子と、
前記受光素子により発生された電流を電圧信号に変換して出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路から出力された前記電圧信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器に動作電流を供給する第１の定電流源と、
前記増幅器により増幅された前記電圧信号がベースに印加された第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのエミッタに接続された第２の定電流源と、
前記第１のトランジスタのエミッタがそのベースに接続された第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのエミッタと接地の間に接続されたバイパストランジスタと、
動作開始時に、前記第１及び第２の定電流源の動作を開始するとともに、前記バイパストランジスタを所定期間オンすることにより前記第２の定電流源から前記バイパストランジスタを経由して接地に至るバイパス電流経路を形成するように、前記第１及び第２の定電流源と前記バイパストランジスタを制御する制御回路と、を備えることを特徴とするレーザ光検出回路。
【請求項７】
前記制御回路は、前記第１及び第２の定電流源の動作を開始する前に、前記バイパストランジスタをオンすることを特徴とする請求項６に記載のレーザ光検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の強度に応じた電気信号を出力するレーザ光検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディア時代の主役としてＣＤ（Compact Discの略）等の光ディスクは目覚ましい普及を遂げている。こうした中で新世代の光ディスクとして、青紫色半導体レーザを用いたブルーレイ・ディスク（Blu-ray Disc）が登場している。
【０００３】
図６は、光ディスク装置１００の構成を示す概略図である。光ディスク装置１００は、半導体レーザ１、ハーフミラー２、レーザ光検出回路３、レーザドライバ４、マイクロコンピュータ５、光ディスク６及びデータ読み取り装置７を含んで構成されている。
【０００４】
半導体レーザ１から発生されたレーザ光は、ハーフミラー２により反射されて光ディスク６の表面に照射される。光ディスク６の表面からの反射光はハーフミラー２を通してデータ読み取り装置７により受光される。データ読み取り装置７は受光した反射光に基づき、光ディスク６に記録されたデータを読み取る。
【０００５】
その一方で、半導体レーザ１から発生されたレーザ光は、ハーフミラー２を通してレーザ光検出回路３により受光される。レーザ光検出回路３はレーザ光の強度に応じた電気信号を出力する回路である。この場合、レーザ光検出回路３は、第１の出力電圧Ｖopと第２の出力電圧Ｖonという、一対の差動電圧信号を出力する。第２の出力電圧Ｖonは、第１の出力電圧Ｖopを基準電圧に対して反転した電圧である。
【０００６】
レーザドライバ４は、第１及び第２の出力電圧Ｖop，Ｖonを受けて、それらの電圧差（Ｖop−Ｖon）に応じて半導体レーザ１のレーザ光の強度を制御する回路である。レーザドライバ４のフィードバック制御により、半導体レーザ１から発生されるレーザ光の強度は一定になるように制御される。このような光ディスク装置１００は特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４１７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、動作停止モード（スリープ・モード）と動作モード（アクティブ・モード）という２つのモードを持った光ディスク装置１００が開発されている。この場合、マイクロコンピュータ５は、動作停止モードと動作モードという２つのモードの切り替えを制御するためのモード切り替え信号を出力する。そして、レーザ光検出回路３は、マイクロコンピュータ５からのモード切り替え信号に応じて、動作停止モードと動作モードのいずれかのモードに設定される。
【０００９】
しかしながら、図４に示すように、動作停止モードから動作モードに遷移する時に、レーザ光検出回路３の第１の出力電圧Ｖopが過渡的に電源電圧Ｖｃｃ近くまで上昇する（尖頭出力）という問題があった。（図４の一点鎖線のカーブを参照）
レーザ光検出回路３の後段のレーザドライバ４は、この尖頭出力を入力電圧として受けることになる。すると、レーザドライバ４の入力電圧が絶対最大定格を超えることになり、レーザドライバ４の破壊や誤動作を招くおそれがある。この問題は、レーザ光検出回路３の電源電圧例えば、５Ｖがレーザドライバ４の電源電圧例えば、３．３Ｖより高い場合に起こり得る。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、動作停止モードと動作モードの切り替え時に発生する尖頭出力を抑制することで、後段に接続される回路の破壊や誤動作を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のレーザ光検出回路は、レーザ光の強度に応じた信号が入力され、この信号を増幅して出力する増幅器と、前記増幅器により増幅された信号が入力端に印加された第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタの出力端に接続された定電流源と、前記第１のトランジスタの出力端がその入力端に接続された第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタの出力端と接地の間に接続されたバイパストランジスタと、動作停止モードから動作モードに移行する時に、前記定電流源の動作を開始するとともに、前記バイパストランジスタをオンすることにより前記定電流源から前記バイパストランジスタを経由して接地に至るバイパス電流経路を形成するように前記定電流源及び前記バイパストランジスタを制御する制御回路と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のレーザ光検出回路によれば、動作停止モードと動作モードの切り替え時に発生する尖頭出力を抑制することで、後段に接続される回路の入力電圧を絶対最大定格以下に抑制し、回路の破壊や誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態のレーザ光検出回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態のレーザ光検出回路の出力段の増幅回路の回路図である。
【図３】本発明の実施形態のレーザ光検出回路の動作タイミング図である。（動作停止モードから動作モードに遷移する時）
【図４】本発明の実施形態のレーザ光検出回路及び比較例のレーザ検出回路の出力電圧の波形図である。
【図５】本発明の実施形態のレーザ光検出回路の動作タイミング図である。（動作モードから動作停止モードに遷移する時）
【図６】光ディスク装置の構成を示す概略図である。
【図７】比較例のレーザ光検出回路の増幅回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態のレーザ光検出回路３を図面に基づいて説明する。以下では、先ずレーザ光検出回路３の全体的な構成を説明し、次に本発明の要部であるレーザ光検出回路３の出力段の増幅回路１３の構成を説明する。
【００１５】
［レーザ光検出回路３の構成］
レーザ光検出回路３は、図６の光ディスク装置１００の一部を構成している。図１は、レーザ光検出回路３の回路図である。レーザ光検出回路３はＩＣ（Integrated Circuit）で構成することができ、レーザ光の強度に応じた電気信号を出力する回路である。レーザ光検出回路３は、フォトダイオード１０、電流電圧変換回路１１、前段の増幅回路１２、出力段の増幅回路（バッファアンプ）１３，１４、出力端子１５，１６、入力端子１７を含んで構成される。
【００１６】
フォトダイオード１０は、図６の半導体レーザ１によって発生されたレーザ光を受光し、レーザ光の強度に応じた電流Ｉ１を発生する。電流電圧変換回路１１は、電流Ｉ１を電圧Ｖ１に変換する回路であり、オペアンプ１８及び抵抗１９を含んで構成される。オペアンプ１８の非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆ１が印加されている。
【００１７】
抵抗１９は、オペアンプ１８の反転入力端子と出力端子の間に接続されている。このため、オペアンプ１８の出力端子には基準電圧Ｖｒｅｆ１を中心に電流Ｉ１の電流値と抵抗１９の抵抗値の積に応じて変化する電圧Ｖ１が生じる。
【００１８】
前段の増幅回路１２は、電圧Ｖ１を増幅する増幅回路であり、オペアンプ２０、抵抗２１，２２、コンデンサ２３を含んで構成される。オペアンプ２０の非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆ２が印加されている。抵抗２１は、オペアンプ１８の出力端子とオペアンプ２０の反転入力端子の間に接続されている。抵抗２２は、オペアンプ２０の反転入力端子と出力端子との間に接続されている。
【００１９】
コンデンサ２３は、増幅回路１２の周波数帯域を制限する容量であり、オペアンプ２０の反転入力端子と出力端子との間に接続されている。増幅回路１２の直流利得の大きさは、Ｒ２／Ｒ１となる。
【００２０】
したがって、オペアンプ２０は、利得Ｒ２／Ｒ１で電圧Ｖ１を反転増幅する反転増幅回路として動作する。オペアンプ２０の非反転入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆ２が印加されているため、出力端子の電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖｒｅｆ２を中心に変化する。
【００２１】
出力段の増幅回路１３は、バッファアンプであり、電圧Ｖ２を所定の利得で増幅した第１の出力電圧Ｖopを出力端子１５に出力する。増幅回路１４は、電圧Ｖ２を所定の利得で反転増幅した第２の出力電圧Ｖonを端子１６に出力する。つまり、電圧Ｖ２は、増幅回路１３，１４にて差動で増幅される。この場合、第２の出力電圧Ｖonは基準電圧Ｖｒｅｆ３に対して第１の出力電圧Ｖopを反転したものである。
【００２２】
レーザ光検出回路３は、図６のマイクロコンピュータ５からのモード切り替え信号に応じて、動作停止モード（スリープ・モード）と動作モード（アクティブ・モード）のいずれかのモードに設定される。即ち、レーザ光検出回路３の入力端子１７からマイクロコンピュータ５からのモード切り替え信号が印加される。例えば、モード切り替え信号がＬレベルの場合、オペアンプ１８，２０及び増幅回路１３，１４は動作停止モードに設定され、それら回路の動作は停止する。モード切り替え信号がＨレベルの場合、オペアンプ１８，２０及び増幅回路１３，１４は動作モードに設定され、それら回路は動作するように構成されている。
【００２３】
［増幅回路１３の構成］
図２は、レーザ光検出回路３の出力段の増幅回路１３の回路図である。増幅回路１３は、ＰＮＰ型のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ３，ＴＲ４を含んで構成された差動増幅器３０（本発明の「増幅器」の一例）、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２（本発明の「定電流源」の一例）、第３の定電流源３３、ＰＮＰ型の駆動トランジスタＴＲ５（本発明の「第１のトランジスタ」の一例），ＮＰＮ型の駆動トランジスタＴＲ６、ＮＰＮ型の出力トランジスタＴＲ７（本発明の「第２のトランジスタ」の一例），ＰＮＰ型の出力トランジスタＴＲ８、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタからなるバイパストランジスタＴＲ９、制御回路３４、バイアス回路３５、スイッチ制御回路３６、上記の各回路要素に電源電圧Ｖｃｃを供給する電源線４０、抵抗３８，３９、及び出力端子１５を含んで構成されている。制御回路３４、バイアス回路３５、及びスイッチ制御回路３６は、本発明の「制御回路」の一例である。
【００２４】
差動増幅器３０のトランジスタＴＲ３，ＴＲ４は一対の差動入力トランジスタを形成しており、トランジスタＴＲ３のベースには、図１の増幅回路１２の出力端子１５の電圧Ｖ２が印加される。トランジスタＴＲ４のベースは、抵抗３８を介して出力トランジスタＴＴＲ７，Ｒ８のエミッタに接続されると共に、抵抗３９を介して基準電圧Ｖｒｅｆ３が印加される。
【００２５】
第１の定電流源３１は、差動増幅器３０のトランジスタＴＲ３，ＴＲ４のエミッタに接続され、差動増幅器３０に動作電流を供給する。第２の定電流源３２は、駆動トランジスタＴＲ５のエミッタと電源線４０の間に接続されている。第３の定電流源３３は、駆動トランジスタＴＲ６のエミッタと接地の間に接続されている。
【００２６】
駆動トランジスタＴＲ５のエミッタは出力トランジスタＴＲ７のベースに接続されている。駆動トランジスタＴＲ６のエミッタは出力トランジスタＴＲ８のベースに接続されている。出力トランジスタＴＲ７，ＴＲ８の各エミッタは出力端子１５に共通接続されている。外部負荷抵抗３７は、レーザ光検出回路３の外部に設けられた負荷抵抗（例えば、測定プローブの持つ１ＭΩ程度の抵抗）であり、出力端子１５と接地の間に接続されている。
【００２７】
バイパストランジスタＴＲ９は、駆動トランジスタＴＲ５のエミッタと第２の定電流源３２との接続ノードと接地の間に接続されている。
【００２８】
制御回路３４は、マイクロコンピュータ５からのモード切り替え信号に応じて、パワー制御信号ＰＳを出力する。バイアス回路３５は、このパワー制御信号ＰＳに応じて、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２及び第３の定電流源３３のスイッチングを制御するバイアス信号ＢＩＳを発生するように構成されている。
【００２９】
増幅回路１３は、バイアス信号ＢＩＳがＨレベルの時、動作停止モードに設定される。この時、電源電圧Ｖｃｃは電源線４０に供給されているが、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２及び第３の定電流源３３は動作を停止する。つまり、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２及び第３の定電流源３３の電流値は「０」に設定される。これにより、差動増幅器３０、駆動トランジスタＴＲ５，ＴＲ６は、動作停止状態（オフ状態）になる。
【００３０】
バイアス信号ＢＩＳがＨレベルからＬレベルに切り替えられると、動作停止モードから動作モードに遷移する。これにより、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２及び第３の定電流源３３は動作を開始する。つまり、第１の定電流源３１、第２の定電流源３２及び第３の定電流源３３の電流値は、「０」ではない一定値に設定される。それに応じて、差動増幅器３０、駆動トランジスタＴＲ５、ＴＲ６は動作を開始するようになっている。
【００３１】
また、スイッチ制御回路３６は、パワー制御信号ＰＳに応じてバイパストランジスタＴＲ９のスイッチングを制御するスイッチング制御信号ＳＷＳパルス信号を発生する。スイッチング制御信号ＳＷＳは、バイパストランジスタＴＲ９のゲートに供給される。スイッチング制御信号ＳＷＳがＨレベルの時、バイパストランジスタＴＲ９はオンし、スイッチング制御信号ＳＷＳがＬレベルの時、バイパストランジスタＴＲ９はオフする。
【００３２】
スイッチング制御信号ＳＷＳは、図３に示すように、パワー制御信号ＰＳがＬレベルからＨレベルに立ち上がると、すぐにＬレベルからＨレベルに立ち上がり、一定時間が経過すると、ＨレベルからＬレベルに立ち下がる。このようなスイッチング制御信号ＳＷＳは、
パワー制御信号ＰＳを元にしてタイマー回路やＣＲ時定数回路により作成することができる。
【００３３】
上述した増幅回路１３の構成によれば、動作停止モードから動作モードに遷移する時に、バイパストランジスタＴＲ９が一定期間オンすることにより、第２の定電流源３２からバイパストランジスタＴＲ９を経由して接地に至るバイパス電流経路が形成されるので、出力トランジスタＴＲ７のベース電流が抑制され、出力端子１５の第１の出力電圧Ｖopが過渡的に電源電圧Ｖｃｃ近くまで上昇するという現象、つまり尖頭出力が抑制される。
【００３４】
これにより、レーザ光検出回路３の後段に接続されるレーザドライバ４の入力電圧を絶対最大定格以下に抑制し、レーザドライバ４の破壊や誤動作を防止することができる。
【００３５】
［増幅回路１３の動作］
（ａ）動作停止モードから動作モードに遷移する時の増幅回路１３の動作例を図３及び図４に基づいて説明する。
【００３６】
パワー制御信号ＰＳがＬレベルからＨレベルに立ち上がると、スイッチング制御信号ＳＷＳがＬレベルからＨレベルに立ち上がる。すると、バイパストランジスタＴＲ９がオンする。また、バイアス信号ＢＩＳがＨレベルからＬレベルに立ち下がる。すると、第１乃至第３の定電流源３１，３２，３３が動作を開始する。
【００３７】
この時、駆動トランジスタＴＲ５がオフの状態で、第２の定電流源３２が先に動作を開始する場合が生じ得る。例えば、バイアス信号ＢＩＳを伝達する配線遅延の差により、第１の定電流源３１の動作開始が第２の定電流源３２より遅れた場合である。
【００３８】
この場合、第２の定電流源３２の電流Ｉ２は、オフ状態の駆動トランジスタＴＲ５には流れずに、出力トランジスタＴＲ７のベースに向けて流れる。しかし、この時、バイパストランジスタＴＲ９がオンしているので、第２の定電流源３２からバイパストランジスタＴＲ９を通して接地に至るバイパス電流経路が形成される。
【００３９】
バイパストランジスタＴＲ９は、第２の定電流源３２が動作を開始する前にオンさせることが好ましい。これにより、第２の定電流源３２の電流Ｉ２が出力トランジスタＴＲ７のベースに流れ込むのを効果的に抑制できるからである。
【００４０】
バイパス電流経路の形成により、第２の定電流源３２から出力トランジスタＴＲ７のベースに流れ込む電流が減少し、出力トランジスタＴＲ７のエミッタ電流が減少する結果、図４の実線のカーブのように、出力端子１５の第１の出力電圧Ｖopの尖頭出力が抑制される。その後、駆動トランジスタＴＲ５が動作を開始すると、スイッチング制御信号ＳＷＳは、ＨレベルからＬレベルに立ち下がり、バイパストランジスタＴＲ９はオフする。これにより、増幅回路１３は通常の動作モードになる。
【００４１】
これに対して、図７の比較例の増幅回路１３Ａでは、バイパストランジスタＴＲ９が設けられていないため、駆動トランジスタＴＲ５がオフの状態で、第２の定電流源３２が動作を開始する場合には、第２の定電流源３２の電流Ｉ２の全部が出力トランジスタＴＲ７のベースに流れ込むことになる。その結果、出力トランジスタＴＲ７に大きなエミッタ電流Ｉ３が流れ、このエミッタ電流Ｉ３が外部負荷抵抗３７に流れるため、図４の一点鎖線のカーブのように、出力端子１５の第１の出力電圧Ｖopの尖頭出力が発生することになる。
【００４２】
（ｂ）次に、動作止モードから動作停止モードに遷移する時の増幅回路１３の動作例を図５に基づいて説明する。
【００４３】
パワー制御信号ＰＳがＨレベルからＬレベルに立ち上がると、スイッチング制御信号ＳＷＳがＬレベルからＨレベルに立ち上がる。すると、バイパストランジスタＴＲ９がオンする。また、バイアス信号ＢＩＳがＬレベルからＨレベルに立ち下がる。すると、第１乃至第３の定電流源３１，３２，３３が動作を停止する。
【００４４】
この時、第２の定電流源３２がまだ動作している状態で、駆動トランジスタＴＲ５が先にオフする場合が生じ得る。
【００４５】
この場合、第２の定電流源３２の電流Ｉ２はオフ状態の駆動トランジスタＴＲ５には流れずに、出力トランジスタＴＲ７のベースに向けて流れる。しかし、この時、第２の定電流源３２が動作を停止する前にバイパストランジスタＴＲ９がオンさせているので、第２の定電流源３２からバイパストランジスタＴＲ９を通して接地に至るバイパス電流経路が形成される。これにより、同様に、出力端子１５の第１の出力電圧Ｖopの尖頭出力が抑制される。
【００４６】
これに対して、図７の比較例の増幅回路１３Ａでは、バイパストランジスタＴＲ９が設けられていないため、第２の定電流源３２が動作している状態で、駆動トランジスタＴＲ５がオフする場合には、前述の理由により出力端子１５の第１の出力電圧Ｖopの尖頭出力が発生することになる。
【００４７】
なお、本実施形態においては、レーザ光検出回路３の増幅回路１３について説明したが、反転増幅回路である増幅回路１４についても同様に構成することができる。また、バイパストランジスタＴＲ９は、ＭＯＳトランジスタに限らず、バイポーラトランジスタ等の他のスイッチング素子で形成することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  半導体レーザ      ２  ハーフミラー      ３  レーザ光検出回路
４  レーザドライバ      ５  マイクロコンピュータ      ６  光ディスク
７  データ読み取り装置
１０  フォトダイオード    １１  電流電圧変換回路
１２，１３，１４  増幅回路      １５，１６  出力端子      １７  入力端子
１８  オペアンプ      １９  抵抗
２０  オペアンプ      ２１，２２  抵抗      ２３  コンデンサ
３０  差動増幅器      ３１  第１の定電流源      ３２  第２の定電流源
３３  第３の定電流源      ３４  制御回路      ３５  バイアス回路
３６  スイッチ制御回路      ３７  外部負荷抵抗  ３８，３９  抵抗
４０  電源線      １００  光ディスク装置
ＴＲ１，ＴＲ２  ＰＮＰ型のトランジスタ
ＴＲ３，ＴＲ４  ＮＰＮ型のトランジスタ
ＴＲ５，ＴＲ６  駆動トランジスタ
ＴＲ７，ＴＲ８  出力トランジスタ
ＴＲ９  バイパストランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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