(57)【要約】【課題】ディスク等の高速読み出しが必要な場合でも、レーザー光のフォーカスずれやディスクのトラッキング不能が生じることのない受光増幅装置を提供する。【解決手段】受光素子ＰＤ４と、前記受光素子ＰＤ４からの電流を増幅する第１の電流増幅部４とを備える受光増幅装置であって、前記第１の電流増幅部４から出力される出力オフセット電流Iaoを相殺する電流Icoを生成する電流生成回路６を具備する。【選択図】図３
2008283316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子と、前記受光素子からの電流を増幅する第１の電流増幅回路とを備える受光増幅装置であって、
前記第１の電流増幅回路から出力される出力オフセット電流を相殺する相殺電流を生成する電流生成回路を備える
ことを特徴とする受光増幅装置。
【請求項２】
前記電流生成回路は、第２の電流増幅回路とカレントミラーとを備え、
前記カレントミラーは、前記第２の電流増幅回路から出力される電流に相当する電流を前記相殺電流として出力する
ことを特徴とする請求項１記載の受光増幅装置。
【請求項３】
前記第１の電流増幅回路は第１反転入力端子と第１非反転入力端子と第１出力端子とを備える差動入力型であって、
前記受光素子は、第１反転入力端子に接続され、
前記第１の電流増幅回路は
前記第１反転入力端子と前記第１出力端子との間に挿入された第１の抵抗と、
前記第１非反転入力端子と前記第１出力端子との間に挿入された第２の抵抗とを備え、
前記第１の電流増幅回路は前記第１出力端子から前記第２の抵抗を介して電流を出力し、
前記第２の電流増幅回路は、第２反転入力端子と第２非反転入力端子と第２出力端子とを備える差動入力型であって、
前記カレントミラーは、
第３入力端子と第３出力端子とを備え、
前記第２の電流増幅回路は、
前記第２反転入力端子と前記第２出力端子との間に挿入された第３の抵抗と、
前記第２非反転入力端子と前記第２出力端子との間に挿入された第４の抵抗とを備え、
前記第３入力端子は、前記第２非反転入力端子と接続され、
前記第３出力端子は前記第１非反転入力端子に接続されている
ことを特徴とする請求項２記載の受光増幅装置。
【請求項４】
前記第１の電流増幅回路は、前記第１反転入力端子に接続された第１のトランジスタと、前記第１非反転入力端子に接続された第２のトランジスタとを備え、
前記第２の電流増幅回路は、前記第２反転入力端子に接続された第３のトランジスタと、前記第２非反転入力端子に接続された第４のトランジスタとを備え、
第１〜第４のトランジスタは同じ接合タイプである
ことを特徴とする請求項３記載の受光増幅装置。
【請求項５】
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との抵抗値比と、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗との抵抗値比とが同等である
ことを特徴とする請求項３または４記載の受光増幅装置。
【請求項６】
前記第２の電流増幅回路の回路構成が、前記第１の電流増幅回路の回路構成と同一である
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の受光増幅装置。
【請求項７】
前記第１の電流増幅回路は、さらに、第５の抵抗と第１のスイッチ素子とを備え、
互いに直列接続された前記第５の抵抗と前記第１のスイッチ素子とが、前記第１の抵抗に対して並列接続され、
前記第２の電流増幅回路は、さらに、第６の抵抗と第２のスイッチ素子とを備え、
互いに直列接続された前記第６の抵抗と前記第２のスイッチ素子とが、前記第３の抵抗に対して並列接続され、
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがオンオフを連動する
ことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の受光増幅装置。
【請求項８】
前記受光増幅装置は、さらに、
受光素子と電流増幅器とを備える増幅部を少なくとも１つ備え、
前記電流生成回路は、さらに、
前記少なくとも１つの増幅部に対応して設けられ、前記カレントミラーと同等のカレントミラー部を少なくとも１つ備える
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の受光増幅装置。
【請求項９】
前記第２の電流増幅回路は、さらに、遮光された受光素子を備え、前記遮光された受光素子は前記第２反転入力端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の受光増幅装置。
【請求項１０】
前記受光増幅装置は、同一半導体基板上に作製されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の受光増幅装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の受光増幅装置を備えた光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受光素子を内蔵した受光増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤ―Ｒドライブ装置やＢｌｕ−ｒａｙディスク装置に代表される光ディスク装置のデータ読み出し時におけるディスク回転速度の高速化や、多種類の光ディスクに対するデータ書き込みへの要求に伴って、データ読み出し時に高周波信号を扱うことが可能な受光増幅装置が要望されている。
【０００３】
またさらに、１枚のディスクにより多くの情報を記録するため、多層記録が主流になりつつあり、このような用途に対応する受光増幅装置には、ディスクの内側の層から反射される微弱な光信号を増幅するため、比較的高い感度が要望される。
【０００４】
図１は従来技術（例えば特許文献１）における受光増幅装置の回路図を示す。同図の受光増幅装置は、電流電圧変換部１と受光素子ＰＤ１とを備える。電流電圧変換部１を構成するアンプ１aの反転入力端子は、受光素子ＰＤ１のカソードに接続されている。受光素子ＰＤ１のアノードは接地されている。アンプ１aの反転入力端子と出力端子の間には複数の帰還抵抗Rg-a1、Rg-b1、および帰還抵抗を選択するスイッチＳＷ１が接続されている。ここでＰＤ１で発生した光電流をIin、アンプ１aの出力電圧をVoutとすると、光電流Iinから出力電圧Voutへの変換効率（以下光電気変換効率と記す）は帰還抵抗の値に比例する。よって、出力電圧Voutは、Vout = Iin × Rg-a1またはVout = Iin × (Rg-a1//Rg-b1)で表される(Rg-a1//Rg-b1はRg-a1とRg-b1の並列合成抵抗を示す)。
【０００５】
例えば、ＤＶＤディスクにおいて、より反射率の低い内側の層からの信号を読みとる場合、図中のスイッチＳＷ１をオフにし、帰還抵抗としてRg-a1のみを選択することにより、高い光電気変換効率が得られる。また反射率の比較的高い外側の層の信号を読み取る場合、光電気変換効率は比較的低くてよいため、ＳＷ１をオンにし、帰還抵抗をRg-a1とRg-b1の並列接続とすることにより、光電気変換効率を下げるという使い方がなされる。
【０００６】
この従来技術によれば、光ディスクの規格の違いや書き込み/読み込みの違いにより、ディスクから反射されて受光素子に入射する信号光のパワーが異なっても、受光増幅装置の光電気変換効率を変更できるので、一定の出力電圧が得られる。
【０００７】
しかし、高い光電気変換効率を得ようとすれば、アンプに接続された帰還抵抗値を大きくしなければならない。帰還抵抗値が大きくなると、電流電圧変換を行うアンプにおいては、例えば帰還抵抗と半導体基板間の寄生容量が増大する。容量が増大すると、アンプの応答速度が低下、言い換えれば、高周波応答性能が低下することになる。
【０００８】
このため、ＤＶＤディスクにおいて、より反射率の低い内側の層の信号を読み取ろうとする場合、大きな帰還抵抗値の選択によるアンプの高周波応答性能の低下を避けるため、信号読み取り速度を落とさなければならない。
【特許文献１】特許第３１４２２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
アンプの高周波応答性能の低下による信号読み取り速度低下を改善するため、受光素子の出力電流を、いったん電流のまま増幅し、出力電流を電流電圧変換するという方式が考えられる。
【００１０】
図２はこの方式を実現した受光増幅装置の回路図である。この受光増幅装置は、受光素子ＰＤ２および電流増幅部２および電流電圧変換部３を備える。受光素子ＰＤ２の光電流は、いったん電流増幅部２で電流のまま増幅され、その出力電流は電流電圧変換部３で出力電圧に変換される。
【００１１】
ここで、電流増幅部２の電流増幅率はRgn2/Rgp2で決定される。電流増幅部２の付加により、アンプ３aの帰還抵抗の値は1/(Rgn2/Rgp2)倍に減少し、寄生容量が減少する。よって、アンプ３aの高周波応答性能が向上する。またアンプ２aの帰還抵抗Rgn2およびRgp2の値を比較的小さく設定することで、電流増幅部２の高周波応答性能もさらに向上する。
【００１２】
しかし、この方式の場合、アンプ２aの入力端子に発生する入力オフセット電流が、アンプ２aで電流増幅されオフセット出力電流が端子Ａにて発生する。さらにそのオフセット出力電流が電流電圧変換部３の入力電流となり、電圧変換されてオフセット出力電圧Voutが出力端子にて発生する。つまり、受光素子ＰＤ２で発生する光電流が入っていなくとも出力が出てしまうという現象が生じる。
【００１３】
よって、図２に示すような電流増幅部および電流電圧変換部の２段階増幅方式を採用し電流増幅装置の高速応答性が向上しても、オフセット出力発生により、ディスクへ照射しているレーザー光のフォーカスずれが頻発し、またディスクのトラッキングができないといった不具合が発生する。結果として、高画質、高音質を維持したディスクからの高速読み出しが実現されない。
【００１４】
前記に鑑み、本発明は、光ピックアップにより反射光量の少ない多層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクやＤＶＤディスク等の高速読み出しをする場合において、レーザー光のフォーカスずれやディスクのトラッキング不能が生じることのない受光増幅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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る受光増幅装置は、受光素子と、前記受光素子からの電流を増幅する第１の電流増幅回路とを備える受光増幅装置であって、前記第１の電流増幅回路から出力される出力オフセット電流を相殺する相殺電流を生成する電流生成回路を備える。
【００１６】
この構成によれば、電流増幅回路から出力される出力オフセット電流が、電流生成回路で生成された相殺電流により相殺される。よって、ディスク等の高速読み出しが必要な場合でも、レーザー光のフォーカスずれが発生せず、ディスクのトラッキング不能が生じない。結果として、高画質、高音質を維持したディスクからの高速読み出しが実現される。
【００１７】
ここで、前記電流生成回路は、第２の電流増幅回路とカレントミラーとを備え、前記カレントミラーは、前記第２の電流増幅回路から出力される電流に相当する電流を前記相殺電流として出力するようにしてもよい。
【００１８】
ここで、前記第１の電流増幅回路は第１反転入力端子と第１非反転入力端子と第１出力端子とを備える差動入力型であって、前記受光素子は、第１反転入力端子に接続され、前記第１の電流増幅回路は、前記第１反転入力端子と前記第１出力端子との間に挿入された第１の抵抗と、前記第１非反転入力端子と前記第１出力端子との間に挿入された第２の抵抗とを備え、前記第１の電流増幅回路は前記第１出力端子から前記第２の抵抗を介して電流を出力し、前記第２の電流増幅回路は、第２反転入力端子と第２非反転入力端子と第２出力端子とを備える差動入力型であって、前記カレントミラーは、第３入力端子と第３出力端子とを備え、前記第２の電流増幅回路は、前記第２反転入力端子と前記第２出力端子との間に挿入された第３の抵抗と、前記第２非反転入力端子と前記第２出力端子との間に挿入された第４の抵抗とを備え、前記第３入力端子は、前記第２非反転入力端子と接続され、前記第３出力端子は前記第１非反転入力端子に接続されるようにしてもよい。
【００１９】
これにより、出力オフセット電流の相殺が、カレントミラー、アンプ、抵抗という簡単な回路構成要素で実現される。
【００２０】
ここで、前記第１の電流増幅回路は、前記第１反転入力端子に接続された第１のトランジスタと、前記第１非反転入力端子に接続された第２のトランジスタとを備え、前記第２の電流増幅回路は、前記第２反転入力端子に接続された第３のトランジスタと、前記第２非反転入力端子に接続された第４のトランジスタとを備え、第１〜第４のトランジスタは同じ接合タイプであることが好ましい。
【００２１】
これにより、電流増幅部のアンプおよび電流生成回路のアンプの入力オフセット電流の大きさが精度よく一致し、また製造プロセスの簡素化および省面積化が実現される。
【００２２】
ここで、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との抵抗値比と、前記第３の抵抗と前記第４の抵抗との抵抗値比とが同等であることが好ましい。
【００２３】
これにより、電流増幅部および電流生成回路が有する各々の電流増幅回路の電流増幅率が同等となり、出力オフセット電流と相殺電流の大きさが精度よく一致し、出力オフセット電流の精度よい相殺がなされる。
【００２４】
ここで、前記第２の電流増幅回路の回路構成が、前記第１の電流増幅回路の回路構成と同一であることが好ましい。
【００２５】
これにより、電流増幅部および電流生成回路が有する各々の電流増幅回路の製造プロセスが一致し、電流生成回路の製造工程が簡素化され、かつ出力オフセット電流と相殺電流の大きさが精度よく一致し、出力オフセット電流の精度よい相殺がなされる。
【００２６】
ここで、前記第１の電流増幅回路は、さらに、第５の抵抗と第１のスイッチ素子とを備え、互いに直列接続された前記第５の抵抗と前記第1のスイッチ素子とが、前記第１の抵抗に対して並列接続され、前記第２の電流増幅回路は、さらに、第６の抵抗と第２のスイッチ素子とを備え、互いに直列接続された前記第６の抵抗と前記第２のスイッチ素子とが、前記第３の抵抗に対して並列接続され、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがオンオフを連動することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、電流増幅部の帰還抵抗と電流生成回路の帰還抵抗の切り替えが発生しても、切り替えのない場合と同様の出力オフセット電流の精度よい相殺がなされ、反射光量の少ない多層Ｂｌｕ−ｒａｙディスクなどにおいても高品質な高速読み出しが実現される。
【００２８】
ここで、前記受光増幅装置は、さらに、受光素子と電流増幅器とを備える増幅部を少なくとも１つ備え、前記電流生成回路は、さらに、前記少なくとも１つの増幅部に対応して設けられ、前記カレントミラーと同等のカレントミラー部を少なくとも１つ備えてもよい。
【００２９】
この構成によれば、複数の受光素子および複数の受光増幅回路を有する受光増幅装置が存在する場合、複数の出力オフセット電流が発生するが、複数発生する出力オフセット電流が１つの電流生成回路で各々相殺されるので、例えば受光増幅装置がマルチドライブ用として使用される場合において、省面積化が実現される。
【００３０】
ここで、前記第２の電流増幅回路は、さらに、遮光された受光素子を備え、前記遮光された受光素子は前記第２反転入力端子に接続されてもよい。
【００３１】
これにより、受光素子の特性に左右されずに、出力オフセット電流の精度よい相殺がなされる。
【００３２】
ここで、前記受光増幅装置は、同一半導体基板上に作製されることが好ましい。
これにより、相殺電流と出力オフセット電流が同じ特性となり、出力オフセット電流の精度よい相殺がなされるとともに、製造プロセスの簡略化が実現される。
【００３３】
なお、本発明は、上記のような特徴を有する受光増幅装置として実現することができるだけでなく、このような受光増幅装置を備える光ピックアップとしても、上記と同様の構成と効果がある。
【発明の効果】
【００３４】
本発明により、ＤＶＤ−Ｒドライブ装置やＢｌｕ−ｒａｙディスク装置において、反射光量の少ない多層ディスク等の高速読み出しが必要な場合でも、光ピックアップは、レーザー光のフォーカスずれがなく、またディスクのトラッキング不能も発生しない。結果として、高画質、高音質を維持したディスクからの高速読み出しが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態に係る受光増幅装置及びこれを用いた光ピックアップについて、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施の形態における受光増幅装置は、電流増幅部から出力させるオフセット電流を相殺する電流を生成する電流生成回路を備える。
【００３７】
図３は、本発明の実施形態における受光増幅装置のブロック図である。同図における受光増幅装置は受光素子ＰＤ４と電流増幅部４と電流電圧変換部５とを備える。電流増幅部４は差動入力型のアンプ４aと２つの帰還抵抗Rgn4およびRgp4とを備える。アンプ４aの反転入力端子に受光素子ＰＤ４のカソードが接続されている。ＰＤ４のアノードは接地されている。また、アンプ４aの反転入力端子と出力端子Ｂとの間にはRgn4が接続されており、アンプ４aの非反転入力端子と出力端子との間にはRgp4が接続されている。
【００３８】
ここで電流増幅部４の電流増幅率はRgn4/Rgp4で決定され、受光素子で発生した信号電流はRgn4/Rgp4倍に増幅される。増幅された信号電流は出力端子Ｂから抵抗Rgp4を介して端子Ａへ出力され、電流電圧変換部５に入力される。電流電圧変換部５の変換効率は帰還抵抗Rg-a5またはRg-a5//Rg-b5で決定され、これはスイッチＳＷ５のオンオフで選択される。
【００３９】
よって受光素子ＰＤ４で発生した信号電流をIpdとすると、出力電圧Voutは、Vout = Ipd × Rgn4 / Rgp4 × Rg-a5またはVout = Ipd × Rgn4 / Rgp4 × (Rg-a5//Rg-b5)で表される。また、端子Ａには電流生成回路６が接続されており、そこから生成された電流により、電流増幅部４で発生した出力オフセット電流を相殺する働きをする。
【００４０】
ここで、電流増幅部４で出力オフセット電流が発生する原理を説明する。
図４は、図３の電流増幅部におけるアンプ４aの回路例を示す図である。同図のようにアンプ４aは、差動トランジスタＱ１、Ｑ２と、カレントミラーを構成するトランジスタＱ３、Ｑ４と、エミッタフォロワ動作するトランジスタＱ５と、電源電圧Vccと、定電流源I1、I2とを備える。差動トランジスタＱ１、Ｑ２の入力部である反転入力端子と非反転入力端子には入力オフセット電流Ioffが流れる。この入力オフセット電流Ioffは差動トランジスタのベース電流となる。
【００４１】
反転入力端子に流れるIoffは、図３においてアンプ４aでRgn4/Rgp4倍され、端子Ａに流れる。また、非反転入力端子に流れるIoffは、そのまま端子Ａに流れる。よって端子Ａに流れる電流、つまり出力オフセット電流Iaoは上記２つの電流の和となり、Iao = Rgn4 / Rgp4 × Ioff ＋ Ioffとなる。
【００４２】
図４で示した電源電圧Vccは、図３では簡便化のため省略している。なお、アンプ５aも図４と同等の回路構成をとってもよい。
【００４３】
なお、図４では差動トランジスタＱ１、Ｑ２をバイポーラトランジスタで構成した場合を示している。これは、Ｑ１、Ｑ２をジャンクションFETなどで構成した場合よりも高周波特性に優れており、上述したような多層光ディスクの高速信号読み取りには好適になるからである。
【００４４】
つぎに、電流生成回路６が、電流増幅部４で発生した出力オフセット電流を相殺する働きを説明する。
【００４５】
図５は図３の電流生成回路の回路例を示す図である。同図のように電流生成回路７は、アンプ７aと、その反転入力端子と出力端子の間に接続された帰還抵抗Rgn7と、非反転入力端子と出力端子の間に接続されたRgp7と、カレントミラーを構成するトランジスタＱ６およびＱ７と電源電圧Vccとを備える。
【００４６】
カレントミラーは、その入力側がアンプ７aの非反転入力端子と接続され、出力側が端子Ａに接続されている。
【００４７】
ここで最良の形態として、アンプ７aを、図３における電流増幅部４のアンプ４aと同等の回路とし、Rgn7とRgp7の抵抗値をRgn4、Rgp4と各々同等とすることで、アンプ７aの非反転入力端子からはアンプ４aの出力オフセット電流と同等の大きさの出力オフセット電流が発生する。この生成された電流がカレントミラーを介して方向反転され、端子Ａに流れることで、アンプ４aで発生した出力オフセット電流は相殺される。
【００４８】
この電流生成回路６から発生する電流Icoの最適値は、Ico= -(Rgn4 / Rgp4 × Ioff ＋ Ioff)となる。これにより出力オフセット電流が相殺され、受光増幅装置からの出力オフセット発生が解決される。
【００４９】
上記の抵抗値が同等というのは、一般的な半導体の製造ばらつきを考慮して10％以内とすることが望ましい。
【００５０】
また、アンプ４aとアンプ７aが図４のような同等の回路構成であれば、電源電圧変動による出力オフセット電流の変化、および温度による出力オフセット電流の変化がアンプ４aとアンプ７aで同等となり、精度よく相殺されるという効果が得られる。
【００５１】
ここで、アンプ４aとアンプ７aが同等の回路構成であるということを、図４の回路にて説明すると、両アンプの差動入力部を構成している差動トランジスタＱ１およびＱ２の接合タイプ（ＰＮＰ型／ＮＰＮ型）が両アンプ間で同一であること、カレントミラーを構成しているトランジスタＱ３およびＱ４の接合タイプ（ＰＮＰ型／ＮＰＮ型）が両アンプ間で同一であること、差動トランジスタの出力をうけエミッタフォロワ動作するＱ５の接合タイプ（ＰＮＰ型／ＮＰＮ型）が両アンプ間で同一であり、定電流源I1およびI2の両アンプ間での電流値の差異が、一般的な半導体の製造ばらつきを考慮して10％以内ということである。
【００５２】
また図４において、Ioffは差動トランジスタＱ１、Ｑ２のベース電流となっているが、このベース電流は、たとえ同じ半導体の製造ロットであっても個々の半導体基板で異なる場合が多い。そこで電流生成回路６と電流増幅アンプ４aとを同一半導体基板上に設け、同等特性を有するトランジスタのベース電流をもとに相殺電流を生成することで、相殺電流と出力オフセット電流が同じ特性となり、出力オフセット電流のばらつきを受けず、好適となる。
【００５３】
図６は、受光増幅装置の第１の変形例を示すブロック図である。同図における受光増幅装置は、受光素子ＰＤ４と電流増幅部８と電流電圧変換部１０と電流生成回路９とスイッチ回路１１とを備える。
【００５４】
電流増幅部８は、図３における電流増幅部４と比べて、アンプ８aの反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗Rgn4-1とスイッチＳＷ７が接続付加されており、ＳＷ７のオンオフによって帰還抵抗値が選択されるという点が異なる。また、電流生成回路９も電流増幅部８と同様、帰還抵抗Rgn7-1とスイッチＳＷ８が接続付加されており、ＳＷ８のオンオフによって帰還抵抗値が選択されるという点が異なる。
【００５５】
さらにＳＷ７とＳＷ８が連動してオンオフするよう、スイッチ回路が接続されている。同じ点は説明を省略して、以下、異なる点を説明する。
【００５６】
本受光増幅装置が光ピックアップに用いられる場合、スイッチ回路１１は、ディスクの種類や記録/再生条件に適した光電変換効率が得られるような帰還抵抗を選択すべく、受光増幅装置の外部から信号を受け取り、電流増幅部８の電流増幅率を切り替えている。電流増幅率はＳＷ７がオフの場合Rgn4/Rgp4となり、ＳＷ７がオンの場合には(Rgn4//Rgn4-1)/Rgp4となる。よってＳＷ７の切り替えにより、電流増幅部８から出力される出力オフセット電流が変化する。
【００５７】
この出力オフセット電流の変化に対応するため、電流生成回路９は、電流増幅部８と同様、帰還抵抗の切り替え機能を有する。しかもスイッチ回路１１により、スイッチＳＷ８とスイッチＳＷ７のオンオフ動作が連動する。
【００５８】
これにより、出力オフセット電流の変化に対応した相殺電流が生成される。言うまでもなく、このときもアンプ８aとアンプ９aの回路を同等にし、Rgn4、Rgn4-1、Rgp4の値を各々Rgn7、Rgn7-1、Rgp7と同等にすることで、より精度よく出力オフセット電流が相殺される。
【００５９】
図７は、受光増幅装置の第２の変形例を示す回路図である。同図における受光増幅装置は、複数の受光素子ＰＤ４と複数の電流増幅部１２と複数の電流電圧変換部１３と１つの電流生成回路１４とを備える。
【００６０】
受光素子ＰＤ４および電流増幅部１２および電流電圧変換部１３は、図３における受光素子ＰＤ４および電流増幅部４および電流電圧変換部５と比べて、複数セット存在するという点が異なる。また電流生成回路１４は、図５における電流生成回路７と比べて、カレントミラー出力が複数存在するという点が異なる。同じ点は説明を省略して、以下、異なる点を説明する。
【００６１】
本回路図は、複数の電流増幅部がある場合に、それぞれの電流増幅部から発生する複数の出力オフセット電流が、最小限の素子からなる１つの電流生成回路から発生する複数の相殺電流にて相殺される構成を示している。電流生成回路１４において、カレントミラーの出力の数を増やすためＱ８を追加し、Ｑ７およびＱ８の出力を各電流増幅部１２の出力端子Ａに接続し、各出力オフセット電流を相殺している。
【００６２】
これにより、各電流増幅部ごとに電流生成回路を設けた場合に比べ、１つの電流生成回路からの出力を複製して各出力オフセット電流を相殺しているので、必要な素子が少なくて済み、省面積化が達成される。
【００６３】
なお、図６、図７ではスイッチ回路による電流増幅率の連動切り替えの効果、および１つの電流生成回路による複数の相殺電流発生の効果を別々に説明したが、電流増幅率が可変な電流増幅部が複数あるとき、１つの電流生成回路からの出力をカレントミラーで複製し、それぞれの出力オフセット電流を相殺するといった組み合わせにおいても、当然効果を有する。
【００６４】
また、図８は、電流生成回路の変形例を示す回路図である。同図における電流生成回路１５は、受光素子ＰＤ５と、電流増幅部であるアンプ１５aおよび帰還抵抗Rgn7およびRgp7と、カレントミラーを構成するＱ６およびＱ７と、電源電圧Vccとを備える。
【００６５】
電流生成回路１５は、図５における電流生成回路７と比べ、アンプ１５aの反転入力端子に受光素子ＰＤ５が接続されている点が異なる。同じ点は説明を省略して、以下、異なる点を説明する。
【００６６】
図３における電流増幅部４に接続された受光素子ＰＤ４と同等の面積を有する受光素子ＰＤ５が、電流生成回路１５に付加されていることにより、図３における受光素子ＰＤ４に流れる暗電流による出力オフセット電流の発生がさらに相殺され、より好適となる。このとき、この受光素子ＰＤ５の上面を回路の配線に用いるアルミ等で覆うことにより、電流生成回路１５に迷光が照射された場合に発生する光電流が抑制され、結果として出力オフセット電流が精度よく相殺される。
【００６７】
図９は、本発明を、ＤＶＤ―Ｒドライブ装置に内蔵された光ピックアップとして応用した場合の構成図の例である。
【００６８】
同図におけるＤＶＤ―Ｒドライブ装置１００は光ピックアップ１０１を内蔵している。光ピックアップ１０１は、対物レンズ１０２と、ミラー１０３と、本発明の受光増幅装置１０４と、コリメータレンズ１０５と、赤色レーザ１０６と、３ビームグレーティング１０７と、赤外レーザ１０８と、ビームスプリッタ１０９とを備える。赤色レーザ１０６ないし赤外レーザ１０８より出射した光はコリメータレンズ１０５などをとおして光ディスク１１０に照射され、反射された光が受光増幅装置１０４に内蔵された受光素子に集光される。この光信号を受光増幅装置１０４で電気信号に変換し、情報の読み書きや、光ディスク１１０に照射されている光スポットの位置制御を行っている。
【００６９】
以上のように、本実施の形態における受光増幅装置によれば、出力オフセットが小さく、かつ高い光電信号変換効率と高速応答を両立した受光増幅装置を提供できるため、光ディスクのメディアとして反射光量の少ない多層Ｂｌｕ−ｒａｙディスク/ＤＶＤディスクなどの高倍速記録/再生に対応することができる。
【００７０】
以上、本発明に係る受光増幅装置について、実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
たとえば、本実施の形態では、図３に示すように電流増幅部の出力電流を電流電圧変換部で電圧変換して受光増幅装置から電圧出力する場合を例としたが、電流電圧変換部を使用せず電流増幅部の出力電流をそのまま受光増幅装置から電流出力する場合であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明は、特に受光素子を内蔵する光ピックアップ用の受光増幅装置に有用であり、特に多層光ディスクに対応した高速対応の光ピックアップ用受光増幅装置に用いるのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の受光増幅装置における等価回路図である。
【図２】受光素子と電流増幅部と電流電圧変換部で構成される受光増幅装置における等価回路図である。
【図３】本発明の実施の形態における受光増幅装置のブロック図である。
【図４】図３の受光増幅装置におけるアンプの等価回路図の一例である。
【図５】図３の電流生成回路の等価回路図の一例である。
【図６】本発明の実施の形態における受光増幅装置の第１の変形例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態における受光増幅装置の第２の変形例を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態における電流生成回路の変形例を示す回路図である。
【図９】本発明の受光増幅装置を含む光ピックアップのシステム構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、３、５、１０、１３    電流電圧変換部
１a、２a、３a、４a、５a、７a、８a、９a、１０a、１２a、１３a、１４a、１５a    アンプ
２、４、８、１２    電流増幅部
６、７、９、１４、１５    電流生成回路
１１    スイッチ回路
１００    ＤＶＤ−Ｒドライブ装置
１０１    光ピックアップ
１０２    対物レンズ
１０３    ミラー
１０４    受光増幅装置
１０５    コリメータレンズ
１０６    赤色レーザ
１０７    ３ビームグレーティング
１０８    赤外レーザ
１０９    ビームスプリッタ
１１０    光ディスク
PD1、PD2、PD4、PD5    受光素子
Rg-a1、Rg-b1、Rg-a3、Rg-b3、Rg-a5、Rg-b5、Rgn2、Rgn4、Rgn4-1、Rgn7、Rgn7-1、Rref-a1、Rref-b1、Rref-a3、Rref-b3、Rref-a5、Rref-b5、Rgp2、Rgp4、Rgp7    抵抗
SW1〜SW12    スイッチ
A、B    出力端子
Ioff    入力オフセット電流
Iao    出力オフセット電流
Ico    電流
Q1〜Q8    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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【図８】
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【図９】
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