(57)【要約】【課題】  ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの各種の信号の読み取りを正常に行いながら、高速書き込み書き込みを行う。【解決手段】  光ディスクからの反射光をＡｃｈ〜Ｄｃｈの４つのチャンネルのフォトダイオードＰＤ１で光電流Ｉｓｃに変換し、この光電流ＩｓｃをアンプＡ１と、ゲイン切り替えのための２つの帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌとを有する電流−電圧変換部１２１により電圧信号（光電出力電圧Ｖｐｄ）に変換する。各種の信号を得るために、後段増幅器１３で各チャンネルの電圧信号を差動増幅して単信号ＶＡ〜ＶＤを得る。また、Ａｃｈ，Ｂｃｈの電圧信号を演算増幅器１４で加算して演算信号Ｖ１を得て、Ｃｃｈ，Ｄｃｈの電圧信号を演算増幅器１５で加算して演算信号Ｖ２を得る。レーザーパワー制御用の信号として演算信号Ｖ１，Ｖ２を用いることにより、後段増幅器１３と演算増幅器１４，１５とで異なるゲインを設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を電流信号に変換する複数の光電変換素子と、該光電変換素子毎に設けられ、各光電変換素子からの前記電流信号を電圧信号に変換するゲイン切り替え可能な複数の前段増幅器と、前段増幅器毎に設けられ、各電圧信号を増幅する複数の後段増幅器とを備えた受光アンプ回路において、
少なくとも２つの前記前段増幅器からの各電圧信号を加算する演算増幅器を備えていることを特徴とする受光アンプ回路。
【請求項２】
前記後段増幅器のゲインは前記演算増幅器のゲインよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の受光アンプ回路。
【請求項３】
前記後段増幅器は、出力電圧の振幅を制限する出力振幅制限回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の受光アンプ回路。
【請求項４】
前記振幅制限回路は、コレクタが負電源に接続され、エミッタが前記後段増幅器の出力端子に接続され、ベースに基準電圧が印加されるＰＮＰ型のトランジスタを有していることを特徴とする請求項３に記載の受光アンプ回路。
【請求項５】
前記振幅制限回路は、前記トランジスタのエミッタと前記出力端子との間に直列に接続されるｎ個(ｎは自然数)のダイオードをさらに有していることを特徴とする請求項４に記載の受光アンプ回路。
【請求項６】
前記前段増幅器は、前記光電変換素子のバイアス電圧を一定値に保持する保持回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の受光アンプ回路。
【請求項７】
前記前段増幅器は、ゲイン設定用の帰還抵抗と並列に設けられ、出力電圧を制限する出力電圧制限回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の受光アンプ回路。
【請求項８】
前記前段増幅器は、ゲイン切り替え用に２つの帰還ループを有する接地型増幅器により構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の受光アンプ回路。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の受光アンプ回路を備えていることを特徴とする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、光学式記録再生装置における高速書き込み時に対応した受光アンプ回路およびそれを備えた光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータの記憶媒体としては、主に書き込み可能なＣＤまたはＤＶＤが使用されている。このようなＣＤまたはＤＶＤに対するデータの書き込みおよび読み出しを行なうドライブにおいては、書き込み時に読み出し時に比べて大きなレーザーパワー（光量）のレーザービームが光ディスクに照射される。このため、光ディスクからの反射光も、電気信号に変換しかつ増幅する受光アンプ素子にとって大きな光入力となる。書き込み時と読み出し時との光入力レベルの差に対応するため、受光アンプ素子では書き込み／読み出しのそれぞれに対応してゲインを切り替えている。また、書き込みスピードの高速化に対応するためには、更なるレーザーパワーの増大が不可欠であることから、受光素子の書き込み時のゲインを低く設定する傾向にある。
【０００３】
しかし、書き込み時にはレーザーパワーを検出して制御すること（ランニングＯＰＣ）と同時に、光ディスクのアドレス情報を得るための信号（ウォブル信号）、レーザービームの焦点制御信号（フォーカスエラー信号）、ディスク走査ライン制御信号（トラッキングエラー信号）などの信号を同時に読み取る必要がある。このため、ゲインが小さくなると、信号検出が困難になる不具合が生じる。
【０００４】
ここでは、ランニングＯＰＣに必要な演算出力端子を単出力端子と別に追加することで、高速記録時の信号検出を容易にし、高速書き込みに対応した受光アンプ素子の構成について述べる。
【０００５】
図９は、一般的な光ディスク記録再生装置を示している。
【０００６】
図９に示すように、半導体レーザー１０１より出力されたレーザービームは、ビームスプリッタ１０２においてフロントモニタ受光素子１０５と光ディスク１０４とに向けて分離される。光ディスク１０４へ向かうレーザービームは、対物レンズ１０３によって集束されてディスク１０４に照射される。光ディスク１０４の盤面で反射した光は、ビームスプリッタ１０２を介して受光アンプ素子１０６に導かれる。
【０００７】
受光アンプ素子１０６の受光部は、メイン受光部と、その両側に配された２つのサブ受光部とから成る。メイン受光部は４チャンネル（Ａｃｈ〜Ｄｃｈ）に分割された構成であり、サブ受光部はそれぞれ２分割された構成である。
【０００８】
受光アンプ素子１０６では、反射光が各受光部で電気信号に変換され、アンプ回路でその電気信号に対して演算増幅が行われる。その結果得られたすべての信号は、信号処理回路１０８へ出力される。また、それらの信号のうち、メイン受光部の各チャンネルから得られた単信号は、フロントモニタ受光素子１０５からの出力信号と共に、レーザーパワーコントロール回路１０７に入力され、書き込み時のレ−ザーパワーの調整にも使用される。
【０００９】
信号処理回路１０８では、上記の単信号を用いて所定の演算を行うことにより、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が生成される。フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号は、フォーカスおよびトラッキングの調整のために対物レンズ１０３を駆動するように図示しないアクチュエータに供給される。
【００１０】
図１０は、受光アンプ素子１０６として用いられる従来の書き込み用の受光アンプ２０１を示している。この受光アンプ２０１は、書き込み時と読み出し時とのゲインを切り替える機能を有している。
【００１１】
図１０に示すように、受光アンプ２０１において、光信号は、メイン受光部の各チャンネルのフォトダイオードＰＤ２０１で電流信号Ｉｓｃに変換された後、前段増幅器ＡＭＰのアンプＡ２０１により電流−電圧変換され、かつ増幅される。また、前段増幅器ＡＭＰでは、ダミーアンプＡ２０２により、基準電圧Ｖｒｅｆが生成される。差動アンプＡ２０３では、入力抵抗Ｒｓ２０１を介して非反転入力端子に入力された光電出力電圧Ｖｐｄが、もう一方の入力抵抗Ｒｓ２０１を介して反転入力端子に入力された基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、かつ増幅される。また、差動アンプＡ２０４では、４つの入力抵抗Ｒｓ２０３をそれぞれ介して非反転入力端子に入力されたＡｃｈ〜Ｄｃｈの光電出力電圧Ｖｐｄが、他の４つの入力抵抗Ｒｓ２０３をそれぞれ介して反転入力端子に入力されたＡｃｈ〜Ｄｃｈの基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、かつ増幅される。
【００１２】
差動アンプＡ２０１から出力される各チャンネルの単信号ＶＡ（ＶＢ〜ＶＤ）は、光学システムのフォーカス制御およびトラッキング制御などに利用される他、書き込み時のレーザーパワー読み込みに利用されるとともに、常にアドレス情報を得るためのウォブル信号の読み込みに利用される。一方、差動アンプＡ２０４から出力される各チャンネルの単信号の和となる集合信号Ｖｔｏｔａｌは、ディスクメディアに書き込まれている情報信号を読み出すための信号ある。尚、差動アンプＡ２０３のゲインは、Ｒｓ２０２／Ｒｓ２０１に設定され、差動アンプＡ２０４のゲインはＲｓ２０４／Ｒｓ２０３にそれぞれ設定されている。
【００１３】
書み込み／読み出し時のゲイン切り替えは、アンプＡ２０１にて行われる。読み出し時には、スイッチＳＷ２０１，２０２により帰還抵抗Ｒ２０１ＨがアンプＡ２０１に接続されることにより、帰還抵抗Ｒ２０１Ｈの抵抗値で電流−電圧変換・増幅が行われる。一方、書き込み時には、スイッチＳＷ２０１，２０２の切り替えにより、帰還抵抗Ｒ２０１Ｌの抵抗値で電流−電圧変換・増幅が行われる。ゲインを決定する帰還抵抗Ｒ２０１Ｈ，Ｒ２０１Ｌは、それぞれ、想定される入射光パワーに対してアンプＡ２０１が飽和しないような値に設定されている。上記のようなゲイン切り替えについては、例えば、特許文献１および２に開示されている。
【００１４】
図１１は、ＣＤ−Ｒへの書き込み時のレーザー照射光量（レーザーパワー）の波形を示している。
【００１５】
書き込み時は、読み出し時のバイアス光量Ｌｒよりもかなた大きい光量Ｌｗ１，Ｌｗ２（Ｌｗ１＞Ｌｗ２）のレーザービームを光ディスクに照射し、光ディスクの表面を加熱することでトラックＴにピットＰ（低反射エリア）を作成する。最初は一気に加熱する必要があるので、より大きい光量Ｌｗ１のレーザービームを照射するが、同じ光量を維持し続けるとピットが大きくなって広がってしまう。このため、レーザービームの光量Ｌｗ２に減少させることにより、ピットの大きさを調節している。
【００１６】
レーザービームの光量、すなわちレーザーパワーの調整は、例えば、図９の構成においては、レーザーパワーコントロール回路１０７によって行われる。書き込み時には、受光アンプ素子１０６は、反射光量に基づいて生成された単信号ＶＡ〜ＶＤを書き込み時のレーザーパワー信号として出力している。レーザーパワーコントロール回路１０７は、そのレーザーパワー信号およびフロントモニタ受光素子１０５からの受光信号を利用して、書き込み時のレーザーパワーを制御する（ランニングＯＰＣ）。
【００１７】
図１２（ａ）は半導体レーザーの出力波形を示しており、図１２（ｂ）は光ディスクからの反射光量の変化を示している。また、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）の一部を縦軸方向に拡大して示している。
【００１８】
光ディスクにより反射された光からは、書き込み時および読み出し時に関わらず、常に、ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などが検出される。図１２（ａ）に示すように、書き込みモードのピット形成時は、所定の書き込みデータ長Ｄｗを有する書き込みパルスＰｗによる大光量のレーザービームが光ディスクに照射されている。このため、図１２（ｂ）に示すように、光ディスクにより反射されたレーザービームも最大光量Ｌｍａｘを維持したまま受光アンプの受光素子に照射される。ピット形成時以外に受光素子に照射される反射光の光量は、通常の読み出し時程度の最小光量Ｌｍｉｎである。受光アンプは、図１２（ｃ）に示すように、ピット形成時以外のこれらの反射光も読み取って、ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを生成するための受光信号Ｓｒを出力する。受光アンプは、このとき書き込みモードで動作しており、ゲイン切り替え素子によってゲインを小さく設定している場合、感度が小さくなるため出力信号も小さくなる。
【特許文献１】特開２００３−１８７４８４号公報（２００３年７月４日公開）
【特許文献２】特開２００３−２２３７３４号公報（２００３年８月８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図９に示す光ディスク記録再生装置において、ビームスプリッタ１０２を含めた光学系は、書き込み時のレーザー出力光(受光アンプ素子１０６への戻り光量)と受光アンプ素子１０６の特性(感度やダイナミックレンジ)とを考慮して設計・配置される。つまり、受光アンプ素子１０６のアンプが書き込み時の大光量に対して飽和しないように、アンプのゲインが設定されている。この光学設計は、同時に再生時の戻り光の量についても設定されるため、書き込み速度を上げるためにレーザーパワーを大きくすると、ますます読み出し時（レーザー光量小時）に受光素子が受け取る光信号は小さくなる。
【００２０】
図１０に示す受光アンプ素子２０１においては、書き込み時の大光量に対してゲイン切り替えを行うことで読み出し時および書き込み時の飽和を防止する構成となっている。また、書き込み速度の高速化に伴ってレーザーパワーが大きくなるため、書き込み時のゲインは下がる方向にある。高速書き込みに対応するために書き込み時のレーザーパワーが増大すれば、受光アンプ素子は入射光量に対するダイナミックレンジを確保するためゲインを下げなくてはならない。受光アンプ素子は、ゲインを下げた場合、前述のようにレーザー光量大の書き込みレーザーパワー信号を出力できるが、その他のウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの出力が困難になる。特に、ピット形成時以外のレーザー照射光量は読み出し時程度であるので、受光アンプ素子のゲインは読み出し時の数十分の一と小さくなる。したがって、ピット形成時以外の期間で、ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの出力信号の再生が困難になる。
【００２１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速書き込みのためにレーザーパワーを増大しても、ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの再生を容易にする受光アンプ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る受光アンプ回路は、入射光を電流信号に変換する複数の光電変換素子と、該光電変換素子毎に設けられ、各光電変換素子からの前記電流信号を電圧信号に変換するゲイン切り替え可能な複数の前段増幅器と、前段増幅器毎に設けられ、各電圧信号を増幅する複数の後段増幅器とを備えた受光アンプ回路において、上記課題を解決するために、少なくとも２つの前記前段増幅器からの各電圧信号を加算する演算増幅器を備えていることを特徴としている。
【００２３】
前記受光アンプ回路において、前記後段増幅器のゲインは前記演算増幅器のゲインよりも高いことが好ましい。
【００２４】
前記受光アンプ回路において、前記後段増幅器は出力電圧の振幅を制限する出力振幅制限回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の受光アンプ回路。
【００２５】
前記振幅制限回路は、コレクタが負電源に接続され、エミッタが前記後段増幅器の出力端子に接続され、ベースに基準電圧が印加されるＰＮＰ型のトランジスタを有していることが好ましい。また、この振幅制限回路は、前記トランジスタのエミッタと前記出力端子との間に直列に接続されるｎ個(ｎは自然数)のダイオードをさらに有していることが好ましい。
【００２６】
前記受光アンプ回路において前記前段増幅器は、前記光電変換素子のバイアス電圧を一定値に保持する保持回路を有していることが好ましい。
【００２７】
前記受光アンプ回路において、前記前段増幅器は、ゲイン設定用の帰還抵抗と並列に設けられ、出力電圧を制限する出力電圧制限回路を有していることが好ましい。
【００２８】
前記のいずれの受光アンプ回路においても、前記前段増幅器は、ゲイン切り替え用に２つの帰還ループを有する接地型増幅器により構成されていることが好ましい。
【００２９】
本発明の光ピックアップ装置は、前記のいずれかの受光アンプ回路を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の受光アンプ回路では、演算増幅器を設けることにより、光源の出射光量（レーザーパワー）を制御するための信号として後段増幅器の出力を使用せずに、演算増幅器の出力を使用することができる。このため、後段増幅器の出力から得られるウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの読み込みに関わらず、演算増幅器では、高速書き込みに対応した高いゲインを設定することができる。一方、後段増幅器では、高速書き込みに対応した高いレーザーパワーに影響されることなく、ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などの読み込みに適したゲインを設定することができる。これを行うには、後段増幅器のゲインが演算増幅器のゲインよりも高いことが好ましい。したがって、受光アンプ回路は、各種の信号の読み取りを正常に行いながら、高速書き込み書き込みを行うことができるという効果を奏する。
【００３１】
後段増幅器が出力電圧の振幅を制限する出力振幅制限回路を有することにより、書き込み時の大光量の光照射時でも後段増幅器の飽和を防止することができる。これにより、高速な応答特性を得ることが可能となる。また、振幅制限回路が前記のトランジスタを有することにより、出力振幅制限回路を簡単に設計かつ設置することができる。さらに、振幅制限回路が、前記のダイオードを有することにより、出力上昇により飽和するトランジスタやダイナミックレンジを考慮して制限する振幅の大きさをダイオードの個数を変えることで調整することができる。
【００３２】
前段増幅器が前記保持回路を有することにより、光電変換素子のバイアス電圧を一定値に保持する。これにより、大光量入力時に前段増幅器が飽和して光電変換素子のバイアス電圧が低下することを抑制することができる。したがって、大光量の光入射時にも高速な応答特性を得ることができる。
【００３３】
前段増幅器が前記出力電圧制限回路を有することにより、書込み時において帰還抵抗が前段増幅器の帰還ループを形成するときに、出力電圧制限回路も帰還ループに接続される。これにより、前段増幅器の出力電圧が出力電圧制限回路によって制限されるので、前段増幅器の飽和を防止することができる。したがって、大光量の光入射時にも高速な応答特性を得ることができる。なお、出力電圧制限回路として、ダイオードを用いれば、簡単な構成でダイオードの順バイアス電圧で出力電圧をクランプ（制限）することができる。
【００３４】
前段増幅器は、いずれもゲイン切り替え用に２つの帰還ループを有する接地型増幅器により構成されることにより、接地型増幅器の出力の初期電圧が低いことから、ダイナミックレンジの広い前段増幅器を構成することができる。また、２つの帰還ループの切り替えによりゲイン切替えを行うことで、帰還ループから不要な素子および寄生容量の影響が除外されるので、大光量の使用および高速応答化が可能となる。
【００３５】
本発明の光ピックアップ装置は、前記のような各種の受光アンプ回路を備えることにより、高速書き込み時の光入射信号の高速化および大光量化に対応することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態について図１ないし図８に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３７】
図２は、本発明の光ディスク装置の構成を示している。
【００３８】
図２に示すように、本ディスク装置は、光ディスク９に対してデータの書き込み（記録）および読み出し（再生）を光学的に行なう光ピックアップ装置１０を備えている。光ピックアップ装置１０は、受光アンプ素子１と、半導体レーザー２と、ビームスプリッタ３と、フロントモニタ受光素子４と、対物レンズ５と、アクチュエータ６と、信号処理回路７と、レーザーパワーコントロール回路８とを備えている。
【００３９】
受光アンプ素子１は、図３に示すように、受光素子（光電変換素子）からなるＡｃｈ〜Ｈｃｈ（チャンネル）の複数部分に分割された受光部１１をその受光面に備える一方、後述するアンプ回路を内部に備えたＩＣである。受光部１１は、メイン受光部１１ａと、その両側に配されるサブ受光部１１ｂ，１１ｃとからなる。
【００４０】
メイン受光部１１ａは、Ａｃｈ〜Ｄｃｈの４チャンネルに分割されており、各チャンネルに１つずつ受光素子が形成されている。サブ受光部１１ｂ，１１ｃは、それぞれＦｃｈ，ＥｃｈとＨｃｈ，Ｇｃｈの２つのチャンネルに分割されており、各チャンネルに１つずつ受光素子が形成されている。メイン受光部１１ａおよびサブ受光部１１ｂ，１１ｃは、照射された光ディスク９からの戻り光を電気信号（光電流）に変換する。特に、メイン受光部１１ａは、再生信号、ウォブル信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を得るための電気信号を生成する。
【００４１】
再生信号は、光ディスク９に記録された主要情報（音声、映像、各種データ等）を再生するための信号である。ウォブル信号は、光ディスク９に一定周期で蛇行するように形成されたグルーブに書き込まれた絶対アドレス情報を読み取るための信号である。フォーカスエラー信号は、レーザービームが光ディスク９上の目標トラックに適正に集束するようにビーム焦点を補正するための信号である。トラッキングエラー信号は、レーザービームが光ディスク９上の目標トラックに適正に追従するようにビーム照射位置を補正するための信号である。
【００４２】
上記の光ピックアップ装置１０において、半導体レーザー２から出力されたレーザービーム（光信号）は、ビームスプリッタ３によりフロントモニタ受光素子４と光ディスク９とに分光される。光ディスク９に照射されてその盤面で反射した戻り光は、ビームスプリッタ３を介して受光アンプ素子１に照射される。受光アンプ素子１では、照射光が複数の受光素子により電気信号に変換され、各受光素子からの電気信号がさらに増幅された後、アンプ回路により、これらの電気信号から後述するように各種の信号が生成される。信号処理回路７では、受光アンプ素子１からのすべての信号（後述する単信号出力、演算信号出力、集合信号出力）に基づいて、ウォブル信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の生成を行うとともに、再生信号に所定の処理を施す。また、受光アンプ素子１の演算信号出力は、フロントモニタ受光素子４の出力信号と共に、レーザーパワーコントロール回路８においてレーザー出力パワーの調整のために用いられる。
【００４３】
続いて、受光アンプ素子１について詳細に説明する。図１は、受光アンプ素子１に内蔵される受光アンプ回路の等価回路図である。
【００４４】
図１に示すように、受光アンプ素子１における受光アンプ回路は、アンプ回路として、前段増幅器１２と、後段増幅器１３〜１５と、加算増幅器１６とを備えている。本実施の形態の受光アンプ素子１が従来の受光アンプ素子（図１０）と異なるのは、前段増幅器１２と後段増幅器１３との間に接続される演算信号出力用の後段増幅器１４，１５を備えていることである。
【００４５】
前段増幅器１２は、メイン受光部１１ａのＡｃｈ〜Ｄｃｈについて個々に設けられており、例えば接地型増幅器からなる電流−電圧変換部１２１および基準電圧生成部１２２を有している。電流−電圧変換部１２１は、前述のメイン受光部１１ａにおける各チャンネル（Ａｃｈ〜Ｄｃｈ）の受光素子としてのフォトダイオードＰＤ１に流れる光電流Ｉｓｃを電圧に変換して光電出力電圧Ｖｐｄを出力する回路である。基準電圧生成部１２２は、後段増幅器１３〜１５および加算増幅器１６で用いる比較増幅のための基準電圧Ｖｒｅｆを生成する回路である。
【００４６】
電流−電圧変換部１２１は、アンプＡ１、スイッチＳＷ１，ＳＷ２、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌを有している。アンプＡ１の入力端子には、各チャンネルのフォトダイオードＰＤ１のカソードが接続され、フォトダイオードＰＤ１のアノードはグランドラインに接続されている。アンプＡ１の出力端子と入力端子との間には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌとが配されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、光ディスク９へのデータ書き込み時に帰還抵抗Ｒ１Ｌを上記の入出力端子間に接続し、光ディスク９からのデータ読み出し時に帰還抵抗Ｒ１Ｈを上記の入出力端子間に接続するように切り替え動作を行う。
【００４７】
基準電圧生成部１２２は、ダミーアンプＡ２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌを有している。ダミーアンプＡ２の出力端子と入力端子との間には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌとが配されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、データ書き込み時に帰還抵抗Ｒ１Ｌを上記の入出力端子間に接続し、データ読み出し時に帰還抵抗Ｒ１Ｈを上記の入出力端子間に接続するように切り替え動作を行う。
【００４８】
後段増幅器１３は、各チャンネルの前段増幅器１２からの光電出力電圧Ｖｐｄおよび基準電圧Ｖｒｅｆを比較し、その差を増幅してＡｃｈ（Ｂｃｈ〜Ｄｃｈ）についての単信号ＶＡ（ＶＢ〜ＶＤ）を出力する回路である。なお、図１にはＡｃｈに対応する後段増幅器１３しか図示していないが、同様の後段増幅器１３がＢｃｈ〜Ｄｃｈについても設けられている。
【００４９】
この後段増幅器１３は、差動増幅器Ａ３、２つの入力抵抗Ｒｓ１および２つの帰還抵抗Ｒｆ１を有している。差動増幅器Ａ３の非反転入力端子には、上記の光電出力電圧Ｖｐｄが入力抵抗Ｒｓ１を介して入力されるとともに、外部基準電圧Ｖｏｒｅｆが帰還抵抗Ｒｆ１を介して入力されている。一方、差動増幅器Ａ３の反転入力端子には、上記の基準電圧Ｖｒｅｆが入力抵抗Ｒｓ１を介して入力されている。また、差動増幅器Ａ３の反転入力端子と出力端子との間には帰還抵抗Ｒｆ１が接続されている。後段増幅器１３のゲインＧ１は、Ｒｆ１／Ｒｓ１であり固定されている。
【００５０】
後段増幅器１４は、Ａｃｈ，Ｂｃｈの前段増幅器１２からの光電出力電圧Ｖｐｄの和および基準電圧Ｖｒｅｆの和を比較し、その差を増幅して演算信号Ｖ１（前述の単信号ＶＡ，ＶＢの和）を出力する回路である。一方、後段増幅器１５は、Ｃｃｈ，Ｄｃｈの前段増幅器１２からの光電出力電圧Ｖｐｄの和および基準電圧Ｖｒｅｆの和を比較し、その差を増幅して演算信号Ｖ２（前述の単信号ＶＣ，ＶＤの和）を出力する回路である。
【００５１】
後段増幅器１４は、差動増幅器Ａ４、４つの入力抵抗Ｒｓ２および２つの帰還抵抗Ｒｆ２を有している。差動増幅器Ａ４の非反転入力端子には、Ａｃｈ，Ｂｃｈの光電出力電圧Ｖｐｄがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ２を介して入力されるとともに、バイアス基準電圧Ｖｂｒｅｆが帰還抵抗Ｒｆ２を介して入力されている。一方、差動増幅器Ａ４の反転入力端子には、Ａｃｈ，Ｂｃｈの基準電圧Ｖｒｅｆがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ２を介して入力されている。また、差動増幅器Ａ４の反転入力端子と出力端子との間には帰還抵抗Ｒｆ２が接続されている。後段増幅器１５も、後段増幅器１４と同様に構成されているが、差動増幅器Ａ４の非反転入力端子に、Ｃｃｈ，Ｄｃｈの光電出力電圧Ｖｐｄがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ２を介して入力されるとともに、差動増幅器Ａ３の反転入力端子に、Ｃｃｈ，Ｄｃｈの基準電圧Ｖｒｅｆがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ２を介して入力される点が後段増幅器１４と異なる。後段増幅器１４，１５のゲインＧ２は、Ｒｆ２／Ｒｓ２であり固定されている。
【００５２】
信号処理回路手７では、演算信号Ｖ２（ＶＡ＋ＶＣ）および演算信号Ｖ３（ＶＣ＋ＶＤ）が加算されることにより、レーザーパワー信号が生成され、演算信号Ｖ２から演算信号Ｖ３が減算されることによりウォブル信号が生成される。大光量の光照射時のウォブル信号を読み込むために上記のＶ２−Ｖ３の演算が必要であり、このために２つの後段増幅器１４，１５が設けられている。
【００５３】
加算増幅器１６は、Ａｃｈ〜Ｄｃｈの前段増幅器１２からの光電出力電圧Ｖｐｄの和および基準電圧Ｖｒｅｆの和を比較し、その差を増幅して総和信号Ｖ３（前述の単信号ＶＡ〜ＶＤの和）を出力する回路である。
【００５４】
この加算増幅器１６は、差動増幅器Ａ５、８つの入力抵抗Ｒｓ３および２つの帰還抵抗Ｒｆ３を有している。差動増幅器Ａ５の非反転入力端子には、Ａｃｈ〜Ｄｃｈの光電出力電圧Ｖｐｄがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ３を介して入力されるとともに、バイアス基準電圧Ｖｂｒｅｆが帰還抵抗Ｒｆ３を介して入力されている。一方、差動増幅器Ａ５の反転入力端子には、Ａｃｈ〜Ｄｃｈの基準電圧Ｖｒｅｆがそれぞれ入力抵抗Ｒｓ３を介して入力されている。
【００５５】
ここで、上記のように構成される受光アンプ素子１の動作を説明する。
【００５６】
フォトダイオードＰＤ１の光電変換により得られた光電流Ｉｓｃは、前段増幅器１２における電流−電圧変換部１２１により光電出力電圧Ｖｐｄに変換される。書き込み時には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２により帰還抵抗Ｒ１ＬがアンプＡ１に接続された状態でのゲインで電流−電圧変換が行われ、読み出し時には帰還抵抗Ｒ１Ｈで定まるゲインにより電流−電圧変換が行われる。
【００５７】
各チャンネルの前段増幅器１２から出力された４つの光電出力電圧Ｖｐｂは、４チャンネルの個々に設けられた後段増幅器１３と、４チャンネルに共通に設けられた後段増幅器１４，１５および加算増幅器１６とにそれぞれ入力される。各後段増幅器１３に入力された光電出力電圧Ｖｐｂは、入力抵抗Ｒｓ１と帰還抵抗Ｒｆ１とによってＲｆ１／Ｒｓ１倍されて単信号ＶＡ〜ＶＤとして出力される。後段増幅器１４に入力されたＡｃｈ，Ｂｃｈの光電出力電圧Ｖｐｂは、入力抵抗Ｒｓ２と帰還抵抗Ｒｆ２とによってＲｆ２／Ｒｓ２倍され、演算信号Ｖ１として出力される。また、後段増幅器１５に入力されたＣｃｈ，Ｄｃｈの光電出力電圧Ｖｐｂは、同様に入力抵抗Ｒｓ２と帰還抵抗Ｒｆ２とによってＲｆ２／Ｒｓ２倍され、演算信号Ｖ２として出力される。
【００５８】
単信号ＶＡ〜ＶＤは、ウォブル信号として利用される他、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を算出するために信号処理回路７に送出される。一方、演算信号Ｖ１，Ｖ２は、ウォブル信号およびレーザーパワーを読み取るためのレーザーパワー信号として利用される。
【００５９】
後段増幅器１３のゲインＧ１（＝Ｒｆ１／Ｒｓ１）は、後段増幅器１４，１５のゲインＧ２（＝Ｒｆ２／Ｒｓ２）よりも大きく設定されている。これは、後段増幅器１４，１５が、２つの前段増幅器１２からの光電出力電圧Ｖｐｂを加算する加算増幅器であり、かつレーザーパワーレベルを読み取る必要があることから、ゲインＧ２は光量に対するダイナミックレンジを大きくするためにゲインＧ１よりも小さく設定されることによる。一方、後段増幅器１３が、書き込みモードにおけるピット形成時以外の小レーザーパワーの信号（ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号など）を読み込むため、ゲインＧ１は信号検出に問題ない程度の大きさに設定される。
【００６０】
以上のように、本実施の形態の受光アンプ素子１は、前段増幅器１２と後段増幅器１３との間に後段増幅器１４，１５が接続される構成を備えている。これにより、光ディスク９の反射に基づいて得られた単信号ＶＡ〜ＶＤと演算信号Ｖ１，Ｖ２とが別々に出力される。このため、受光アンプ素子１からレーザーパワーコントロール回路８に与えられる信号を、従来の受光アンプ素子のように単信号ＶＡ〜ＶＤではなく、演算信号Ｖ１，Ｖ２とすることができる。それゆえ、その他の信号（ウォブル信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号など）の読み込みを考慮することなく、高速書き込み時のレーザーパワーに合わせて後段増幅器１４，１５のゲインを設定することができる。また、後段増幅器１３は、レーザーパワーに関係なくその他の信号の読み込みを考慮して、高速書き込みに対応した高いゲインＧ１を設定できる。
【００６１】
続いて、後段増幅器１３の改良について説明する。図４は、この改良を含む後段増幅器１３の構成を示している。
【００６２】
図４に示すように、後段増幅器１３は、差動増幅器を構成するトランジスタＱ１〜Ｑ４、抵抗Ｒ１，Ｒ２および定電流源ＣＳ１，ＣＳ２と、２つの入力抵抗Ｒｓ１と、２つの帰還抵抗Ｒｆ１と、２つの帰還容量Ｃｆ１と、出力振幅制限回路１３ａとを備えている。
【００６３】
差動増幅器において、定電流源ＣＳ１により電流が流されるトランジスタＱ１，Ｑ２が差動トランジスタ対を構成し、トランジスタＱ３，Ｑ４および抵抗Ｒ１，Ｒ２がトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ負荷となるカレントミラー回路を構成している。トランジスタＱ２，Ｑ４の接続点となるコレクタから取り出される差動増幅器の出力は、トランジスタＱ５およびその能動負荷となる定電流源ＣＳ２からなるエミッタ接地増幅回路で増幅され、単信号ＶＡ（ＶＢ〜ＶＤ）となる。
【００６４】
トランジスタＱ１のベースには、入力抵抗Ｒｓ１を介して光電変換電圧Ｖｐｄが入力されるとともに、帰還抵抗Ｒｆ１を介して外部基準電圧Ｖｏｒｅｆが入力される。また、トランジスタＱ２のベースには、もう一方の入力抵抗Ｒｓ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆが入力されるとともに、もう一方の帰還抵抗Ｒｆ１を介して単信号ＶＡが帰還される。また、に，両帰還抵抗Ｒｆ１には、それぞれ帰還容量Ｃｆ１が並列に接続されている。
【００６５】
出力振幅制限回路１３ａは、クランプトランジスタＱ６を備えている。ＰＮＰ型のクランプトランジスタＱ６は、エミッタがトランジスタＱ５のベースに接続され、コレクタが負電源（ＧＮＤライン）に接続され、ベースに外部基準電圧Ｖｏｒｅｆが入力される。
【００６６】
クランプトランジスタＱ６は、ベース−エミッタ間をＶＢＥ（０．８Ｖ程度）とすると、出力端子Ｔｏの電位がＶｏｒｅｆ＋ＶＢＥ以上に上昇すると能動状態（ＯＮ状態）になり、出力端子Ｔｏの電位を固定（クランプ）する。これにより、後段増幅器１３の出力電圧（単信号）がＶｏｒｅｆ＋ＶＢＥまでしか上昇しないので、後段増幅器１３が飽和することなく高速応答が可能になる。
【００６７】
クランプさせる上限の電圧は、回路の構成、所望のダイナミックレンジなどに応じて設定する必要がある。クランプトランジスタＱ６のエミッタとトランジスタＱ５のベースとの間にｎ（ｎは自然数）個のダイオードＤ１〜Ｄｎを挿入することにより、クランプ電圧はＶｏｒｅｆ＋(ｎ＋１)ＶＢＥとなる。これにより、出力上昇のために飽和するトランジスタやダイナミックレンジを考慮して調整することができる。
【００６８】
ここで、電流−電圧変換部１２１の改良について説明する。図５は、この改良を含む電流−電圧変換部１２１の構成を示している。
【００６９】
図５に示すように、電流−電圧変換部１２１は、フォトダイオードＰＤ１のバイアス電圧をクランプするクランプ回路１２１ａを備えている。クランプ回路１２１ａを構成するＮＰＮ型のトランジスタＱｃは、エミッタがアンプＡ１の入力端子に接続され、コレクタが電源ラインに接続され、ベースに基準電圧Ｖｒが入力される。基準電圧Ｖｒは、外部から供給されてもよいし、クランプ回路１２１ａに基準電圧発生回路を設けることによって得てもよい。
【００７０】
電流−電圧変換部１２１においては、フォトダイオードＰＤ１のバイアス電圧が下がるとフォトダイオードＰＤ１の容量が増加するため、このことが周波数特性に大きく影響してしまう。そこで、上記のクランプ回路１２１ａを用いることにより、フォトダイオードＰＤ１のバイアス電圧は、トランジスタＱｃのベース−エミッタ間電圧をＶＢＥとすれば、Ｖｒ−ＶＢＥ以下には下がらなくなる。したがって、クランプ回路１２１ａによりフォトダイオードＰＤ１の容量増加を抑制することができる。
【００７１】
さらに、電流−電圧変換部１２１の他の改良について説明する。図６は、この改良を含む電流−電圧変換部１２１の構成を示している。
【００７２】
図６に示すように、電流−電圧変換部１２１は、アンプＡ１の出力電圧の振幅を制限する振幅制限回路１２１ｂを備えている。この振幅制限回路１２１ｂは、抵抗Ｒｃと直列接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ１３とを有している。抵抗Ｒｃの一端はアンプＡ１の入力端子に接続され、他端はダイオードＤ１１のカソードに接続されている。ダイオードＤ１３のアノードは帰還抵抗Ｒ１ＬのスイッチＳＷ１側の一端に接続されている。勿論、直列接続されるダイオードの個数は３個に限定されるものではない。
【００７３】
上記のように構成される電流−電圧変換部１２１において、書き込み時には、フォトダイオードＰＤ１により光電変換された信号電流Ｉｓｃは帰還抵抗Ｒ１Ｌを流れる。ここで、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３の順バイアス電圧をＶＦＢとすると、帰還抵抗Ｒ１Ｌの両端の電圧(Ｒ１Ｌ×Ｉｓｃ)が３ＶＦＢより大きくなると、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３がＯＮして、抵抗Ｒｃが帰還抵抗Ｒ１Ｌと並列に接続される。これにより、等価的なゲイン抵抗としてはＲ１Ｌ//Ｒｃと小さくなるので、アンプＡ１の出力電圧（光電出力電圧Ｖｐｄ）は約３ＶＦＢでクランプされる。出力電圧の振幅が３ＶＦＢに略固定（制限）されるため、大光量入力時に回路が飽和することを防止できる。それゆえ、アンプＡ１の飽和による波形歪の発生や応答特性の劣化を抑制することができる。
【００７４】
引き続き、電流−電圧変換部１２１の詳細について説明する。図７は、電流−電圧変換部１２１の詳細な回路構成を示している。
【００７５】
図７に示すように、電流−電圧変換部１２１は接地型増幅器によって構成されている。この電流−電圧変換部１２１は、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌと、スイッチＳＷ１Ｈ，ＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｈ，ＳＷ２Ｌとを備える他、アンプＡ１を構成する回路素子として、トランジスタＱ１１，Ｑ１Ｈ，Ｑ１Ｌ，Ｑ２Ｈ，Ｑ２Ｌ，Ｑ３Ｈ，Ｑ３Ｌと、定電流源ＣＳｂｉａｓ，ＣＳ１Ｈ，ＣＳ１Ｌ，ＣＳ２Ｈ，ＣＳ２Ｌ，ＣＳ３Ｈ，ＣＳ３Ｌとを備えている。
【００７６】
エミッタ接地増幅器を構成するＮＰＮ型のトランジスタは、ベースにフォトダイオードＰＤ１のカソードが接続され、コレクタに定電流源ＣＳｂｉａｓからのバイアス用の定電流が供給される。トランジスタＱ１１のベースには、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌのそれぞれの一端が接続されている。帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌの他端は、ＮＰＮ型のトランジスタＱ２Ｈ，Ｑ２Ｌのエミッタにそれぞれ接続されている。トランジスタＱ２Ｈ，Ｑ２Ｌのコレクタは、ともに電圧Ｖｃｃの＋電源に接続されている。トランジスタＱ２Ｈ，Ｑ２Ｌのエミッタからは、スイッチＳ２Ｈ，Ｓ２Ｌを介してそれぞれ選択的に定電流源ＣＳ２Ｈ，ＣＳ２Ｌによって定電流Ｉｏが引抜かれる。
【００７７】
また、トランジスタＱ３Ｈ，Ｑ３Ｌのベースは、それぞれトランジスタＱ２Ｈ，Ｑ２Ｌのベースに接続されている。トランジスタＱ３Ｈ，Ｑ３Ｌのコレクタも、ともに電圧Ｖｃｃの＋電源に接続されている。トランジスタＱ３Ｈ，Ｑ３Ｌのエミッタからは、スイッチＳ３Ｈ，Ｓ３Ｌを介してそれぞれ選択的に定電流源ＣＳ３Ｈ，ＣＳ３Ｌによって定電流Ｉｏが引抜かれる。トランジスタＱ３Ｈ，Ｑ３Ｌのエミッタからそれぞれ光電出力電圧Ｖｐｄが出力される。
【００７８】
トランジスタＱ２Ｈ，Ｑ３Ｈのベースは、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１Ｈのエミッタに接続されている。トランジスタＱ２Ｌ，Ｑ３Ｌのベースは、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１Ｌのエミッタに接続されている。これらのトランジスタＱ１Ｈ，ＱＬのコレクタは接地され、ベースはトランジスタＱ１１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１Ｈ，ＱＬのエミッタには、スイッチＳＷ１Ｈ，ＳＷ１Ｌを介してそれぞれ選択的に定電流源ＣＳ１Ｈ，ＣＳ１Ｌから定電流Ｉｏが供給される。トランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌおよび帰還抵抗Ｒ１Ｌが書き込み用帰還ループを形成し、トランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈおよび帰還抵抗Ｒ１Ｈが読み出し用帰還ループを形成している。
【００７９】
上記のように構成される電流−電圧変換部１２１において、書き込み時（書き込みモード）には、スイッチＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｈがオフする一方、スイッチＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｌがオンする。すると、トランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌは、それぞれ定電流源ＣＳ１Ｌ，ＣＳ２Ｌから電流が流れることにより能動状態となる。これにより、帰還抵抗Ｒ１ＬがトランジスタＱ１１に接続され、トランジスタＱ１Ｈ〜Ｑ３Ｈおよび帰還抵抗Ｒ１ＨはトランジスタＱ１１から電気的に分離される。読み出し時（読み出しモード）には、スイッチＳＷ１Ｌ，ＳＷ２Ｌがオフする一方、スイッチＳＷ１Ｈ，ＳＷ２Ｈがオンする。すると、トランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈは、それぞれ定電流源ＣＳ１Ｈ，ＣＳ２Ｈから電流が流れることにより能動状態となる。これにより、帰還抵抗Ｒ１ＨがトランジスタＱ１１に接続され、トランジスタＱ１Ｌ〜Ｑ３Ｌおよび帰還抵抗Ｒ１ＬはトランジスタＱ１１から電気的に分離される。
【００８０】
よって、各モードにおいて増幅を行うトランジスタＱ１１には１組の帰還ループのみが接続されるので、不要素子の影響を除外することができる。それゆえ、電流−電圧変換部１２１の高速・広帯域化が可能となる。また、フォトダイオードＰＤ１は、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥでバイアスされているため、ＶＢＥ（０．８Ｖ）〜Ｖｃｃ−ＶＣＥ（４．７Ｖ）程度の程度の広いダイナミックレンジを確保することができる。なお、ＶＣＥはトランジスタＱ１１のコレクタ−エミッタ間電圧を表す。
【００８１】
さらに、電流−電圧変換部１２１の他の詳細について説明する。図８は、電流−電圧変換部１２１の詳細な回路構成を示している。
【００８２】
図８に示すように、電流−電圧変換部１２１は差動型増幅器によって構成されている。この電流−電圧変換部１２１は、帰還抵抗Ｒ１Ｈ，Ｒ１Ｌと、スイッチＳＷ２１Ｈ，ＳＷ２１Ｌ，ＳＷ２１Ｈ，ＳＷ２１Ｌとを備える他、アンプＡ１を構成する回路素子として、トランジスタＱ２１〜Ｑ２４，Ｑ２１Ｈ，Ｑ２１Ｌ，Ｑ２２Ｈ，Ｑ２２Ｌ，Ｑ３３Ｈ，Ｑ３３Ｌと、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２と、定電流源ＣＳｄ，ＣＳ２１Ｈ，ＣＳ２１Ｌ，ＣＳ２２Ｈ，ＣＳ２２Ｌとを備えている。
【００８３】
ＮＰＮ型のトランジスタＱ２１，Ｑ２２は、差動トランジスタ対を構成しており、それぞれのエミッタに接続される定電流源ＣＳｄにより電流が流される。トランジスタＱ２１のベースには、フォトダイオードＰＤ１のカソードが接続されており、トランジスタＱ２２のベースには外部基準電圧Ｖｏｒが入力される。カレントミラー回路を構成するＰＮＰ型のトランジスタＱ２３，Ｑ２４は、トランジスタＱ２１，Ｑ２２の能動負荷となり、エミッタが電圧Ｖｃｃの電源（＋電源）に接続されている。
【００８４】
ＮＰＮ型のトランジスタＱ２１Ｈ，Ｑ２１ＬのベースはともにトランジスタＱ２１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ２１Ｈ，Ｑ２１Ｌのエミッタはそれぞれ定電流源ＣＳ２１Ｈ，ＣＳ２１Ｌに接続され、コレクタは上記の＋電源に接続されている。
【００８５】
電源とグランド（−電源）との間には、抵抗Ｒ２２とスイッチＳＷ２１Ｈとが直列に接続され、同様に抵抗Ｒ２１とスイッチＳＷ２１Ｌとが直列に接続されている。抵抗Ｒ２２とスイッチＳＷ２１Ｈとの接続点にはトランジスタＱ２２Ｈのベースが接続され、抵抗Ｒ２１とスイッチＳＷ２１Ｌとの接続点にはトランジスタＱ２２Ｌのベースが接続されている。ＮＰＮ型のトランジスタＱ２２Ｈ，Ｑ２２Ｌのコレクタは、電源に接続されている。トランジスタＱ２２ＨのエミッタはトランジスタＱ２１Ｈのエミッタに接続され、トランジスタＱ２２ＬのエミッタはトランジスタＱ２１Ｌのエミッタに接続されている。
【００８６】
ＰＮＰ型のトランジスタＱ２３Ｈのベースは、トランジスタＱ２１Ｈのエミッタに接続され、エミッタは帰還抵抗Ｒ１Ｈを介してフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続されている。ＰＮＰ型のトランジスタＱ２３Ｌのベースは、トランジスタＱ２１Ｌのエミッタに接続され、エミッタは帰還抵抗Ｒ１Ｌを介してフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続されている。また、トランジスタＱＨ２３Ｈのエミッタは、スイッチＳＷ２２Ｈを間において定電流源ＣＳ２２Ｈに接続されている。トランジスタＱＨ２３Ｌのエミッタは、スイッチＳＷ２２Ｌを間において定電流源ＣＳ２２Ｌに接続されている。トランジスタＱ２３Ｈ，Ｑ２３Ｌのコレクタはグランドに接続されている。上記の定電流源ＣＳ２２Ｈ，ＣＳ２２Ｌは、電源からトランジスタＱ２３Ｈ，Ｑ２３Ｌへ定電流を流す。光電出力電圧Ｖｐｄは、トランジスタＱ２３Ｌのエミッタから出力される。
【００８７】
上記のように構成される電流−電圧変換部１２１において、書き込み時には、スイッチＳＷ２１Ｌ，ＳＷ２２Ｌがオンすることにより、定電流源ＣＳ２１Ｌ，ＣＳ２２Ｌの電流によってトランジスタＱ２２Ｌがオフして、トランジスタＱ２１Ｌ，Ｑ２３Ｌがオンし、トランジスタＱ２１Ｌ，Ｑ２３Ｌによって帰還抵抗Ｒ１Ｌとが電流−電圧変換部１２１の出力端であるトランジスタＱ２３Ｌのエミッタと入力端であるトランジスタＱ２１のベースとの間に電気的に接続され、書き込み用帰還ループが形成される。このとき、スイッチＳＷ２１Ｈ，ＳＷ２２Ｈがオフすることにより、トランジスタＱ２２Ｈがオンし、トランジスタＱ２１Ｈ，Ｑ２３Ｈがオフするので、帰還抵抗Ｒ１ＨはトランジスタＱ２１に接続されない。
【００８８】
これに対して、読み出し時には、スイッチＳＷ２１Ｈ，ＳＷ２２Ｈがオンすると、定電流源ＣＳ２１Ｈ，ＣＳ２２Ｈの電流によって、トランジスタＱ２２Ｈがオフし、トランジスタＱ２１Ｈ，Ｑ２３Ｈがオンし、帰還抵抗Ｒ１ＨがトランジスタＱ２１Ｈ，Ｑ２３ＨによってトランジスタＱ２３ＨのエミッタとトランジスタＱ２１のベースとの間に電気的に接続され、読み出し用帰還ループが形成される。このとき、スイッチＳＷ２１Ｌ，ＳＷ２２Ｌがオフすることにより、トランジスタＱ２２Ｌがオンし、トランジスタＱ２１Ｌ，Ｑ２３Ｌがオフしているので、帰還抵抗Ｒ１ＬはトランジスタＱ２１のベースに接続されない。
【００８９】
このように、書き込み時と読み出し時とで、光電流Ｉｓｃを増幅する差動増幅器におけるトランジスタＱ２１には１組の帰還ループのみが接続されるので、不要素子の影響を除外することができる。それゆえ、電流−電圧変換部１２１の高速・広帯域化が可能となる。
【００９０】
接地型増幅器によって構成される図７の電流−電圧変換部１２１では、出力の初期電圧はトランジスタＱ１１のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ（約０．８Ｖ）である。一方、差動型増幅器によって構成される図８の電流−電圧変換部１２１では、出力の初期電圧は、トランジスタＱ２２のベースに入力される外部基準電圧Ｖｏｒ（通常で約２．５Ｖ）である。増幅器の最大出力電圧は、出力回路構成により変わるが、接地型増幅器（図７）の場合、 Ｖｓａｔをトランジスタの飽和電圧とすると、Ｖｃｃ（５Ｖ）−Ｖｓａｔ（約０．３Ｖ）−ＶＢＥ（約０．８Ｖ）であり、差動型増幅器（図８）の場合、Ｖｃｃ−Ｖｓａｔである。したがって、図７の差動増幅器のダイナミックレンジは３．９Ｖ−０．８Ｖ＝３．１Ｖであり、図８の差動型増幅器のダイナミックレンジは４．７Ｖ−２．５Ｖ＝２．２Ｖである。接地型増幅器は初期電圧が低い為、ダイナミックレンジが大きく取ることができる。また、差動型増幅器のダイナミックレンジを大きくするために外部基準電圧Ｖｏｒを下げるには、電流−電圧変換部１２１に基準電圧回路を設けるか、あるいは外部から別の基準電圧を入力するかが必要である。したがって、増幅器の動作高速化の観点から、電流−電圧変換部１２１を接地型増幅器によって構成する方が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の受光アンプ回路は、少なくとも２つの前段増幅器からの各電圧信号を加算する演算増幅器を備えることにより、光源の出射光量（レーザーパワー）を制御するための信号として後段増幅器の出力を使用せずに、演算増幅器の出力を使用することができる。このため、後段増幅器の出力から得られる各種の信号の読み込みに関わらず、演算増幅器では、高速書き込みに対応した高いゲインを設定することができる。一方、後段増幅器では、高速書き込みに対応した高いレーザーパワーに影響されることなく、上記各種の信号の読み込みに適したゲインを設定することができる。したがって、受光アンプ回路は、高速書き込み書き込みを行う光ピックアップに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の１実施の形態に係る受光アンプ素子における受光アンプ回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１の受光アンプ素子を含む光ディスク装置の構成を示す図である。
【図３】上記受光アンプ素子に設けられている受光部の構成を示す図である。
【図４】上記受光アンプ素子において、４分割されたメイン受光部の個々から得られた電圧を増幅する後段増幅器の詳細な構成を示す回路図である。
【図５】上記受光アンプ素子において、受光部を構成する受光素子の光電流を電圧に変換する電流−電圧変換部の構成を示す回路図である。
【図６】上記受光アンプ素子における他の電流−電圧変換部の構成を示す回路図である。
【図７】接地型増幅器により構成された電流−電圧変換部を示す回路図である。
【図８】差動型増幅器により構成された電流−電圧変換部を示す回路図である。
【図９】一般的な光ディスク装置の構成を光ピックアップを中心にして示す図である。
【図１０】ゲイン切り替え機能を有する前段増幅器を備えた従来の受光アンプ素子の構成を示す回路図である。
【図１１】従来のＣＤ−Ｒの書き込み(ピット形成)時のレーザー照射光量を示す波形図である。
【図１２】（ａ）は書き込み時の半導体レーザーの出力波形を示す波形図であり、（ｂ）は書き込み時の光ディスクからの反射レーザービームの光量波形を示す波形図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１            受光アンプ素子（受光アンプ回路）
１０            光ピックアップ装置
１１            受光部
１１ａ          メイン受光部
１３            後段増幅器
１３ａ          出力振幅制限回路
１４，１５      演算増幅器
１２１          電流−電圧変換部（前段増幅器）
１２１ａ        クランプ回路（保持回路）
１２１ｂ        振幅制限回路（出力電圧制限回路）
Ａ１            アンプ
Ｒ１Ｈ          帰還抵抗
Ｒ１Ｌ          帰還抵抗
Ｑ６            トランジスタ
Ｄ１〜Ｄｎ      ダイオード
Ｄ１１〜Ｄ１３  ダイオード
Ｖｐｄ          光電出力電圧
【図１】
2005100568.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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