(57)【要約】【課題】  本発明は、光集積装置の外部から信号制御することなく、低消費電力化を図るスイッチ機能を備える光集積装置及びこの集積装置を備えた光ディスク装置、光通信用機器、スキャナー機器及び光学機器を提供するものである。【解決手段】  本発明の光集積装置は、発光素子と、半導体集積回路と、前記半導体集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とが集積された成り、前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記半導体集積回路への電源供給、または半導体集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御することを特徴とする。【選択図】        図２
2005332942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
半導体集積回路と、
前記半導体集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とが集積されて成り、
前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記半導体集積回路への電源供給、または半導体集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御する
ことを特徴とする光集積装置。
【請求項２】
前記半導体集積回路とは別の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の光集積装置。
【請求項３】
前記半導体集積回路内の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段が制御される
ことを特徴とする請求項１記載の光集積装置。
【請求項４】
前記半導体集積回路が、前記発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光集積装置。
【請求項５】
光集積装置により光ディスクに出射光を照射すると共に戻り光を受光検出して、前記光ディスクに記録された情報を再生する再生機能を備えた光ディスク装置であって、
前記光集積装置が、
発光素子と、
前記発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、
前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、
前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
前記受光集積回路とは別の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記受光素子集積回路内の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段が制御される
ことを特徴とする請求項５記載の光ディスク装置。
【請求項８】
光集積装置により情報記録された媒体上に出射光を走査し、該媒体からの戻り光を受光検出して、前記媒体の記録情報を再生するスキャナー装置であって、
前記光集積装置が、
発光素子と、
前記発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、
前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、
前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御する
ことを特徴とするスキャナー装置。
【請求項９】
前記受光集積回路とは別の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項８記載のスキャナー装置。
【請求項１０】
前記受光素子集積回路内の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項８記載のスキャナー装置。
【請求項１１】
送信部から光信号を送信し、受信部で送信されてきた光信号を受信する光通信用機器であって、
前記送信部の発光源となる発光素子と、
前記受信部の受光素子を有する受光集積回路と、
前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、
前記受光素子の検出出力を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光素子への電源供給をオン・オフ制御するように構成された光集積装置を備えている
ことを特徴とする光通信用機器。
【請求項１２】
出射光を被照射体に照射し、該被照射体からの戻り光を受光検出し、該検出信号を利用する光学機器であって、
前記出射光を出射する発光素子と、
前記戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、
前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、
前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御するように構成された光集積装置を備えている
ことを特徴とする光学機器。
【請求項１３】
前記受光集積回路とは別の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項１２記載の光学機器。
【請求項１４】
前記受光素子集積回路内の受光素子を用いて前記発光素子の光出力をモニタし、前記受光素子のモニタ出力により前記スイッチ手段を制御する
ことを特徴とする請求項１２記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び受光素子を集積してなる光集積装置、及びこの光集積装置を備えた光ディスク装置、光通信用機器、スキャナー機器、光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置の光ピックアップ、スキャナー装置、光通信用機器、あるいは計測ユニットなどの光学機器、等において、発光素子であるレーザ素子及び受光素子であるフォトダイオード素子を備えた光集積装置が用いられている。これらの装置、機器では、その動作中に発光素子が動作しないときでも、受光素子には電源が供給されて待機状態なっている場合が多い。
【０００３】
例えば、光ディスク装置の一つであるＭＤ（ミニディスク）装置においては、デジタルオーディオ圧縮技術を用いて情報を記録している。このため、再生時の光ピックアップは、ミニディスクに記録されている情報を、光ピックアップにより通常の再生時間の数分の１の時間で読出し、後の時間は休止状態となっている。すなわち、レーザ素子は数分の１の時間だけ動作させ、あとの時間は動作しない休止状態にある。しかし、レーザ素子が休止状態であっても、受光素子側は常に電源が供給され続けている。従って、低消費電力化を図るためには、レーザ素子の休止期間には同時に受光素子側も休止状態とすることが望まれる。
【０００４】
図８に、従来のＭＤ（ミニディスク：光磁気ディスク）装置の記録再生に用いる光ピックアップ用光集積装置（いわゆるレーザカプラ）を示す。この光集積装置１０１は、シリコン半導体基板１０２上にサブマウント基板１０３を介してレーザ素子１０４が配置され、このレーザ素子１０４に対向して半導体基板１０２上に接着層（図示せず）を介してプリズム１０５が配置され、さらにプリズム１０５直下の半導体基板１０２の表面に信号検出用の光検出素子となる複数のフォトダイオード素子１０６［１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃ］を含むフォトダイオードＩＣ１０７が形成されている。プリズム１０５は、複屈折材料（例えば２軸性結晶ＫＴＰ）で形成され、レーザ素子１０４から出射したレーザ光を反射し、光学磁気記録媒体である光磁気ディスク（図示せず）で反射した戻り光を透過する例えば４５°をなすミラー面１０８を有する。サブマウント基板１０３は、シリコン半導体基板で形成され、レーザ素子１０４の光出力をモニタするためのリアモニタ用のフォトダイオード素子１０９が形成されている。半導体基板１０２には、さらにフォトダイオードＩＣ１０７で検出した信号を処理する信号処理ＩＣが形成されている。１１０は、電極パッドである。
【０００５】
この光集積装置１０１では、レーザ素子１０４から出射されたレーザ光Ｌ１がプリズム１０５のミラー面１０８で反射して垂直方向に立ち上がり、対物レンズ（図示せず）を介して光磁気ディスク（図示せず）に照射される。光磁気ディスクの信号記録面で反射された戻り光Ｌ２は、同じ光路を経てプリズムミラー面１０８からプリズム１０５内に入りフォトダイオード素子１０６［１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ］によるフォトダイオードＩＣ１０７によって検出されてＲＦ（Radio Frequency）信号、すなわちディスク信号面からの戻り光を検出し、再生されたアナログ信号の読み出しがなされる。
【０００６】
図９は、図８の光集積装置１０１の回路ブロックの概略を示す。
光集積装置１０１では、図９Ａに示すように、レーザ素子１０４からのレーザ光をフォトダイオード素子すなわちモニタ用フォトダイオード１０９でモニタしつつ、光磁気ディスク側に出射する（出射光Ｌ１）。一方、シリコン半導体基板２上には、複数のフォトダイオード素子１０６［１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ］と、フォトダイオード素子１０６からの検出電流を電圧に変換して増幅する電流電圧変換回路（Ｉ-Ｖアンプ）１１７とからなるフォトダイオードＩＣ１０７と、電流電圧変換回路１１７に接続された電源側回路、すなわち定電圧源となるバンドギャップ回路１１５と定電流源となるバイアス回路１１６が形成される。さらにシリコン半導体基板２上には、電流電圧変換回路１１７の出力端子１１８に接続して図示せざるも信号処理ＩＣが形成される。戻り光Ｌ２は、複数のフォトダイオード１０６で受光して光電変換した後、この電流信号を出力して電流電圧変換回路（Ｉ-Ｖアンプ）１１７で電流電圧変換して出力端子１１８に導出される。この電流電圧変換回路は、レーザ素子からレーザ光が照射されていなくても動作するように設計されているため、かなりの消費電力を消費することとなっている。
【０００７】
上述のＭＤ用光集積装置１０１では、低消費電力化が望まれており、さまざまな低消費電力化の方法が行われている。例えば、一つの方法は、図９Ａのブロック回路において、バンドギャップ回路１１５に繋がる電源供給をオン、オフすることにより、全ての機能の停止、再開を行う。また、他の方法は、図９Ｂに示すように、電流電圧変換回路１１７とバイアス回路（定電流源）１１６間にスリーブスイッチ回路１１４を接続し、レーザ素子１０４の動作の停止、再開に同期して、外部のスリーブ端子１１９からの制御信号により、スリーブスイッチ回路１１４をオン、オフ制御して、電流電圧変換回路１１７への消費電流供給の停止、再開、つまり必要な機能の停止、再開を行う。
【０００８】
特許文献１には、電力必要機器のスリープ状態での消費電力を節減できる電力供給装置が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２７０４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、これらの低消費電力化の方法では、次のような問題が生じることとなる。
（１）レーザ素子のドライバ制御とフォトダイオードＩＣの電源、またはスリープスイッチ回路のオン、オフ制御の両方が必要となり、その分、外部回路やファームウェア等に負担が増えてしまう。
（２）電源をオン、オフ制御する方法では、光集積装置（ＰＤＩＣ）の特定回路の一部機能の停止及び再開をする機能を選択することができないため、すなわち光集積装置の全ての機能を停止、再開することとなっていた。
（３）スリープスイッチを用いる方法では、光集積装置の停止、再開を行う機能を選択する自由度はあるが、外部からスリープスイッチを制御する機構、例えばスリープ端子が必要となる。そのため光集積装置を封止するパッケージにスリープスイッチ用の外部端子が増えてしまうこととなっていた。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、光集積装置の外部から信号制御することなく、低消費電力化を図るスイッチ機能を備える光集積装置及びこの光集積装置を備えた光ディスク装置、光通信用機器、スキャナー機器及び光学機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光集積装置は、発光素子と、半導体集積回路と、前記半導体集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とが集積されて成り、前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記半導体集積回路への電源供給、または半導体集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光ディスク装置は、光集積装置により光ディスクに出射光を照射すると共に戻り光を受光検出して、前記光ディスクに記録された情報を再生する再生機能を備えた光ディスク装置であって、前記光集積装置が、発光素子と、前記発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明のスキャナー機器は、光集積装置により情報記録された媒体上に出射光を走査し、該媒体からの戻り光を受光検出して、前記媒体の記録情報を再生するスキャナー装置であって、前記光集積装置が、発光素子と、前記発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明の光通信用機器は、送信部から光信号を送信し、受信部で送信されてきた光信号を受信する光通信用機器であって、前記送信部の発光源となる発光素子と、前記受信部の受光素子を有する受光集積回路と、前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、前記受光素子の検出出力を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光素子への電源供給をオン・オフ制御するように構成された光集積装置を備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の光学機器は、出射光を被照射体に照射し、該被照射体からの戻り光を受光検出し、該検出信号を利用する光学機器であって、前記出射光を出射する発光素子と、前記戻り光を受光する受光素子を有する受光集積回路と、前記受光集積回路の電源供給ラインに設けられたスイッチ手段とを集積して成り、前記発光素子の光出力検出を利用して前記スイッチ手段を制御し、前記受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御するように構成された光集積装置を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の光集積装置では、発光素子の光出力検出を利用して、半導体集積回路への電源供給、または半導体集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御する構成であるので、発光素子の動作の停止、再開に同期して、半導体集積回路への電源供給や任意の機能の停止、再開が行われる。従って、発光素子が動作しない状態のときには、必要のない半導体集積回路への電源供給や機能が停止される。
【００１７】
本発明の光ディスク装置では、発光素子の光出力検出を利用して、戻り光を受光する受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御するように構成した光集積装置を備えるので、発光素子の動作の停止、再開に同期して、受光集積回路への電源供給や任意の機能の停止、再開が行われる。従って、発光素子が動作しない状態のときには、自動的に受光集積回路への電源供給や機能が停止される。
【００１８】
本発明のスキャナー機器では、発光素子の光出力検出を利用して、戻り光を受光する受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御するように構成した光集積装置を備えるので、発光素子の動作の停止、再開に同期して、受光集積回路への電源供給や任意の機能の停止、再開が行われる。従って、発光素子が動作しない状態のときには、自動的に受光集積回路への電源供給や機能が停止される。
【００１９】
本発明の光通信用機器では、送信部の発光源となる発光素子と受信部の受光素子が集積され、その受光素子の検出出力を利用して、受光素子への電源供給をオン・オフ制御するように構成した光集積装置を備えるので、受光素子自体の受信状態に応じて受光素子への電源供給の停止、再開が行われる。従って、受信していない状態のときには、自動的に受光素子への電源供給が停止される。
【００２０】
本発明の光学機器では、発光素子の光出力検出を利用して、被照射体からの戻り光を受光する受光集積回路への電源供給、または受光集積回路内の任意の機能をオン・オフ制御するように構成した光集積装置を備えるので、発光素子の動作の停止、再開に同期して、受光集積回路への電源供給や任意の機能の停止、再開が行われる。従って、発光素子が動作しない状態のときには、自動的に受光集積回路への電源供給や機能が停止される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る光集積装置によれば、発光素子が動作しない状態のときに、必要のない半導体集積回路の動作や半導体集積回路内の任意の機能を効率よく停止することができ、システムの消費電力の高効率な削減をすることができる。
また、発光素子の動作に連動して自動的に半導体集積回路の動作や機能のオン、オフができるため、システム側から半導体集積回路の動作を考える必要がなく、すなわち外部から意識することなく、非常に簡単に低消費な電力制御をすることができる。
さらに、光集積装置内部で、半導体集積回路の動作や機能の自動オン、オフをするため、光集積装置のパッケージ外部からオン、オフ制御するための機構、すなわち光集積装置にスリープスイッチ端子を設ける機構の必要がなくなる。そのため光集積装置の端子数を削減することができる。
半導体集積回路とが別の受光素子を用いて発光素子の光出力をモニタし、この受光素子のモニタ出力によりスイッチ手段を制御するときは、受光素子として、例えば発光素子の光出力をモニタする既存のリアモニタ用発光素子を利用でき、構成の簡素化が図れる。
半導体集積回路内の受光素子を用いて発光素子の光出力をモニタし、この受光素子のモニタ出力によりスイッチ手段を制御するときは、より発光素子の光出力を高精度に検出することができ、スイッチ手段の制御を精度良く行うことができる。即ち、発光素子のフロント側の出射光に対応してフロント側に配置した発光素子を用いることにより、精度のよい光出力の検出が得られる。
【００２２】
上記半導体集積回路を、発光素子からの出射光の戻り光を受光する受光集積回路で形成するときは、発光素子が動作しない状態のときに必要のない受光集積回路の動作、あるいは受光集積回路内の任意の機能を停止することができる。従って、上述したようにシステムの消費電力の削減を可能にする。また、発光素子の動作に連動して自動的に受光集積回路の停止、再開を可能にする。また、オン・オフ制御機構の簡素化を図ることができる。
【００２３】
本発明に係る光ディスク装置によれば、上述した光集積装置を備えることにより、光ディスク装置における消費電力の低減を図ることができる。特に、携帯用の光ディスク装置に適用して好適ならしめる。
【００２４】
本発明に係るスキャナー機器によれば、上述した光集積装置を備えることにより、スキャナー機器における消費電力の低減を図ることができる。特に、携帯用のスキャナー機器に適用して好適ならしめる。
【００２５】
本発明に係る光通信用機器によれば、受信部への光信号の供給がないとき、光集積装置を構成する受信部の受光素子の検出出力で受光素子への電源供給を停止することにより、光通信用機器における消費電力を低減することができる。
【００２６】
本発明に係る光学機器によれば、上述した光集積装置を備えることにより、光学機器における消費電力の低減を図ることができる。例えば、計測ユニットなどに適用して好適ならしめる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
図１に、本発明に係る光集積装置の一実施の形態を示す。本例はＭＤ装置の光ピックアップ用光集積装置（いわゆるレーザカプラ）に適用したものである。
本実施の形態の光集積装置１は、シリコン半導体基板２上にサブマウント基板３を介してレーザ素子４が配置され、このレーザ素子４に対向して半導体基板２上に接着層（図示せず）を介してプリズム５が配置され、さらにプリズム５直下の半導体基板２の表面に信号検出用の光検出素子となる複数のフォトダイオード素子６ａ、６ｂ及び６ｃ、後述するモニタ用フォトダイオード素子９を有したフォトダイオードＩＣ７が形成されている。プリズム５は、複屈折材料（例えば２軸性ＫＴＰ）で形成され、レーザ素子４から出射したレーザ光Ｌ１を反射し、光学磁気記録媒体である光磁気ディスク（ＭＤ：図示せず）で反射した戻り光Ｌ２を透過する例えば４５°をなすミラー面８を有する。サブマウント基板３は、シリコン半導体基板で形成され、表面にリアモモニタ用のフォトダイオード素子１が形成されている。レーザ素子４のフロント側の半導体基板２面には、フロントモニタ用のフォトダイオード素子９が形成されている。半導体基板２には、さらにフォトダイオードＩＣ７で検出した信号を処理する信号処理ＩＣが形成されている。１０は、電極パッドである。この光集積装置１は、図示せざるも例えばセラミックパッケージ内に封止される。
【００２９】
この光集積装置１では、レーザ素子４から出射されたレーザ光Ｌ１がプリズム５のミラー面８で反射して垂直方向に立ち上がり、対物レンズ（図示せず）を介して光磁気ディスク（図示せず）に照射され、光磁気ディスクの信号記録面で反射された戻り光Ｌ２が同じ光路を経てプリズムミラー面８からプリズム５内に入りフォトダイオード素子６ａ、６ｂ、６ｃによるフォトダイオードＩＣ７によって受光検出されてＲＦ（Radio Frequency）信号、すなわちディスク信号面からの戻り光を検出し、再生されたアナログ信号の読み出しがなされる。
【００３０】
そして、本実施の形態においては、特に、フォトダイオードＩＣ７に接続された電源供給ラインに介挿されるように、半導体基板２に半導体素子によるスリープスイッチ回路を内蔵し、フォトダイオードＩＣ７内のフロントモニタ用（レーザ出力のモニタ用）のフォトダイオード素子９の出力の一部を取出し、この出力によってスイッチ回路をオン・オフ制御して、フォトダイオードＩＣ７の動作や機能を制御するように構成する。すなわち、レーザ出力の有無によってフォトダイオードＩＣ７への電源供給、またはフォトダイオードＩＣ７内の任意の機能の停止／再開を制御するように構成する。
例えば、フォトダイオードＩＣのスリープモード（動作をほとんど止めて電力を消費しないようにするモード）のオン・オフ制御を考えるとき、電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖアンプ）や加算増幅器が電力消費のほとんどを占めている。このため、この電流電圧変換回路や加算増幅器に定電流を供給するラインにスリープスイッチ回路を介挿し、このスリープスイッチ回路をレーザ光をモニタするフロントモニタ用フォトダイオード素子９の出力の有無でオン・オフ制御するように成す。
【００３１】
図２に本実施の形態の光集積装置１のブロック回路の一例を示す。
この光集積装置１のブロック回路は、サブマウント基板のレーザ素子４と、半導体基板２上に形成されたフォトダイオードＩＣ７とを有して成る。フォトダイオードＩＣ７は、フロントモニタ用フォトダイオード素子９と、複数のフォトダイオード素子６〔６ａ，６ｂ，６ｃ〕と、フォトダイオード素子６に接続された電流電圧変換増幅器（Ｉ−Ｖアンプ）１７と、フロントモニタ用フォトダイオード素子９に接続されフォトダイオード素子９の出力電流または出力電流の一部を電圧に変換する電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖアンプ）１３と、この電流電圧変換回路１３の出力でオン・オフ制御されるスリープスイッチ回路１４ａと、電源供給に供される定電圧源となるバンドギャップ回路１５及びこれに接続された定電流源となるバイアス回路１６とを有している。このスリープスイッチ回路１４ａは、電圧の印加によってオン・オフ制御され、フォトダイオードＩＣへの電源供給ラインに介挿される。すなわち、スリープスイッチ回路１４ａは、バイアス回路１６とフォトダイオードＩＣ７の電流電圧変換回路１７との間に接続される。なお、図示せざるも電流電圧変換回路１７の出力側に接続された出力端子１８は、同じ半導体基板２に形成されている信号処理ＩＣに接続される。
【００３２】
このブロック回路では、レーザ素子４から出射されるレーザ光Ｌ１の一部をフトント側のモニタ用フォトダイオード素子９で検出し、この検出出力をレーザ素子４にフィードバックしてレーザ光Ｌ１の光出力を一定にしている。フォトダイオードＩＣ７の複数のフォトダイオード素子６には、戻り光Ｌ２を受光検出し、その検出出力（電流）が電流電圧変換回路１７により電圧に変換され、出力端子１８に出力される。フォトダイオード素子６の動作時にはスリープスイッチ回路１４ａはオン状態となり、電流電圧変換回路１７にバイアス回路１６から電源供給される。
【００３３】
一方、モニタ用フォトダイオード素子９の検出出力（電流信号）の一部は、電流電圧変換回路１３により電圧に変換されてスリープスイッチ回路１４ａに入力し、スループスイッチ回路１４ａをオン・オフ制御する。すなわち、レーザ素子４からレーザ光Ｌ１が出射している期間（レーザ素子の動作期間）は、モニタ用フォトダイオード素子９から検出出力が得られ、この電流信号を電流電圧変換回路１３により電圧信号に変換し、その電圧信号に基づいてスイッチ回路１４ａを閉じる状態（オン状態）となる。バイアス回路１６と電流電圧変換回路１７の間は、導通状態となり、電流電圧変換回路１７へ電源供給（定電流の供給）が行われる。これによって、フォトダイオード素子６からの信号は、電流電圧変換回路１７により電圧信号に変換されて出力端子１８に出力される。
【００３４】
レーザ素子４からレーザ光が出射してない期間（レーザ素子が動作していない期間）は、モニタ用フォトダイオード素子９から検出出力が得られず、電流電圧変換回路１３から電圧信号が出力されないことによりスイッチ回路１４ａは開いた状態（オフ状態）となる。バイアス回路１６と電流電圧変換回路１７の間は、オフ状態となり、電流電圧変換回路１７への電源供給、すなわち定電流の供給が停止され、フォトダイオード６に接続している電流電圧変換回路１７の駆動は停止される。
通常、このモニタ用フォトダイオード素子９は、上述したようにレーザ素子４のパワーを一定出力に保つためのオートパワーコントロール（ＡＰＣ）制御として用いられている。
【００３５】
図３に本実施の形態の光集積装置１のブロック回路の他の例を示す。なお、図３において図２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このブロック回路は、電源供給ラインのバイアス回路１６とフォトダイオード素子６に接続された電流電圧変換回路１７との間に介挿するスリープスイッチ回路１４ｂを、電流でオン・オフ制御するように構成したものを用いる。従ってモニタ用フォトダイオード素子９は、直接スリープスイッチ回路１４ｂに接続される。それ以外の構成は図２と同様である。
【００３６】
図３のブロック回路では、レーザ素子４からレーザＬ１は出射している期間（レーザ素子の動作期間）は、モニタ用フォトダイオード素子９から検出出力の電流信号が得られ、この電流信号によりスイッチ回路１４ｂを閉じる状態（オン状態）となる。バイアス回路１６と電流電圧変換回路１７の間は、導通状態となり、電流電圧変換回路１７への電源供給、すなわち定電流の供給が行われる。これによって、フォトダイオード素子６からの信号は電流電圧変換回路１７により電圧信号に変化され、出力端子１８から出力される。
レーザ素子４からレーザ光Ｌ１が出射していない期間（レーザ素子が動作していない期間）は、モニタ用フォトダイオード素子９から検出出力が得られず、スイッチ回路１４ｂは開いた状態（オフ状態）となる。バイアス回路１６と電流電圧変換回路１７巻はオフ状態となり、電流電圧変換回路１７への電源供給、すなわち定電流の供給が停止され、フォトダイオード素子６に接続している電流電圧変換回路１７の駆動は停止される。
【００３７】
本実施の形態に係る光集積装置１によれば、電源供給ラインにスリープスイッチ回路１４ａまたは１４ｂを介しレーザ素子１の動作に同期して、すなわちレーザ光Ｌ１の出射の有無によってスイッチ回路１４ａまたは１４ｂをオン、オフ制御することにより、フォトダイオードＩＣ内で電力消費が多い回路系の電流電圧変換回路１７をその回路１７内の電源電圧Ｖｃｃ、Ｖｒｅｆが印加されたままで自動的に停止、再開することができる。したがって、外部端子を必要とせずに、自動的にフォトダイオードＩＣ７の機能の停止、再開を行うことができる。よって、光集積装置の消費電力を低減することができる。
【００３８】
さらに、次の効果を奏する。
（１）発光素子の動作しない状態にときに、必要のないフォトダイオードＩＣの動作や機能を効率よくストップすることができ、システムの消費電力の高効率な削減が可能となる。
（２）発光素子の動作に連動して自動的にフォトダイオードＩＣの動作や機能のオン、オフができるため、システム側からフォトダイオードＩＣの動作の必要性を考えることなく（外部から意識することなく）、非常に簡単に低消費電力制御をすることができる。
（３）集積素子内部で、フォトダイオードＩＣの動作や機能の自動オン、オフをするため、パッケージ外部からオン、オフするための機構、例えばスリープスイッチ端子を設けて光集積装置を制御する等を設ける必要がなくなる．デバイス端子数の削減等の効果がある。
【００３９】
次に、図４に本発明に係る光集積装置の他の実施の形態を示す。本例はＣＤ（コンパクトディスク）装置の光ピックアップ用の光集積装置（いわゆるレーザカプラ）に適用した場合である。
本実施の光集積装置２１は、シリコン半導体基板２２上にサブマウント基板２３を介してレーザ素子２４が配置され、このレーザ素子２４に対向して半導体基板２２上に接着層（図示せず）を介してプリズム２５が配置され、さらにプリズム２５直下の半導体基板２２の表面に信号検出用の光検出素子となる複数のフォトダイオード素子２６［２６ａ、２６ｂ］を有するフォトダイオードＩＣ２７が形成されている。プリズム２５は、レーザ素子２４から出射したレーザ光を反射し、光学記録媒体である光ディスク（ＣＤ：図示せず）で反射した戻り光を透過する例えば４５°をなすミラー面２８を有する。サブマウント基板２３は、シリコン半導体基板で形成され、その表面にリアモニタ用のフォトダイオード素子２９が形成されている。半導体基板２２には、さらにフォトダイオードＩＣ２７で検出した信号を処理する信号処理ＩＣが形成されている。この光集積装置２１は、図示せざるも例えばセラミックスパッケージ内に封入される。
【００４０】
この光集積装置２１では、レーザ素子２４から出射されたレーザ光Ｌ１がプリズム２５のミラー面２８で反射して垂直方向に立ち上がり、対物レンズ（図示せず）を介して光ディスク（図示せず）に照射され、光ディスクの信号記録面で反射された戻り光Ｌ２が同じ光路を経てプリズムミラー面２８からプリズム２５内に入りフォトダイオード素子２６ａ、２６ｂによるフォトダイオードＩＣ２７によって検出されてＲＦ（Radio Frequency）信号、すなわちディスク信号面からの戻り光を検出し、再生されたアナログ信号の読み出しがなされる。
【００４１】
そして、本実施の形態においては、特に、前述と同様にフォトダイオードＩＣ７に接続された電源供給ラインに介挿されるように、半導体基板２２に半導体素子によるスリープスイッチ回路を内蔵し、リアモニタ用の（レーザ出力のモニタ用）のフォトダイオード素子２９の出力の一部を取出し、この出力によってスリープスイッチ回路をオン・オフ制御して、フォトダイオードＩＣ７の動作や機能を制御するように構成する。すなわち、レーザ出力の有無によってフォトダイオードＩＣへの電源供給、またはフォトダイオードＩＣ内の任意の機能の停止／再開を制御するように構成する。
【００４２】
本実施の形態の光集積装置２１のブロック回路の構成は、基本的には前述の図２、図３と同じである。但し、本実施の形態においては、図２、図３のレーザ素子４をレーザ素子２４に、フロントモニタ用のフォトダイオード素子９をサブマウント基板に形成したリアモニタ用のフォトダイオード素子２９に、さらにフォトダイオードＩＣ７をリアモニタ用フォトダイオード素子２９を除くその他の回路で構成するフォトダイオード２６にそれぞれ置き換えて構成される。従って、フォトダイオードＩＣ２７は、フォトダイオード素子２６と電流電圧変換回路１７と電流電圧変換回路１７と、電流電圧変換回路１３と、スリープスイッチ回路１４ａまたは１４ｂと、バンドギャップ回路１５と、バイアス回路１６とで構成される。
なお、図４の構成では、サブマウント基板２３にリアモニタ用フォトダイオード素子２９の電極パッド２０ａが形成され、この電極パッド２０ａがワイヤー３０を介して半導体基板２２上の電極パッド２０ｂに接続される。サブマウント基板２３上のリアモニタ用フォトダイオード素子２９の出力または出力の一部が、電流出力、または電圧出力としてフォトダイオードＩＣ２７側に供給される。リアモニタ用フォトダイオード素子２９の出力の電圧変換はサブマウント基板２３内で行っても、フォトダイオードＩＣ２７内で行ってもよい。
【００４３】
本実施の形態の光集積装置２１においても、レーザ素子２４の出射の有無に応じて、スリープスイッチ回路１４ａまたは１４ｂがオン・オフ制御され、フォトダイオードＩＣ２７の電流電圧変換回路１７への定電流供給のオン・オフが制御される。従って、レーザ素子２４からレーザ光Ｌ１が出射していない期間はフォトダイオードＩＣも電力消費が行われず、光集積装置の低消費電力化を図ることがでるなど、前述の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４４】
本発明は、ホログラムやグレーティングを備えた光ピックアップ用の光集積装置にも適用できる。すなわち、上述と同様に、光集積装置内にレーザ素子の動作に同期してオンオフするスリープスイッチ回路を設けることで、レーザ光が発光してないとき、スイッチ回路をオフすることでフォトダイオードＩＣの機能の停止、再開を行うことができる。
【００４５】
上例ではＭＤ装置、ＣＤ装置に用いる光ピックアップ用光集積装置に適用したがその他ＤＶＤ装置などに用いる光ピックアップ用光集積装置にも適用できる。
【００４６】
上述した本発明に係る光集積装置は、レーザ素子の発光、非発光を用いて、フォトダイオードを制御するスイッチ回路を備えることで、デバイスの消費電力の低減を図ることができ、それを用いるシステムや最終製品（光ディスク装置、光通信用機器、スキャナー関連機器、その他光学機器）の消費電力の低減やハード（回路やファームウェア）の簡略化に寄与することができる。
本発明に係る光集積装置は、受発光機能を併せ持つあらゆるタイプの光集積装置及びそれを用いたシステムや最終製品に適応可能である。
本発明の消費電力低減化の技術は、特に電池寿命の重要なポータブル機器（ポータブルな光ディスク再生機器等）では非常に重要な技術である。
【００４７】
本発明の光集積装置は、少なくとも発光素子と、受光素子を有し／または有しない半導体集積回路とを集積した光集積装置に適用され、その半導体集積回路での消費電力の低減化を図ることができる。
次に、図５に、本発明に係るスキャナー機器の実施の形態を示す。
本実施の形態に係るスキャナー機器３１は、レーザ素子３４と、光検出素子となるフォトダイオード素子を有するフォトダイオードＩＣ３６と、レーザ素子３４からのレーザ光をラインビームに変換して情報記録された記録媒体４２に集光させるボールレンズ３５と、ガルバノミラー３８とを備えてなる。レーザ素子３４は、リアモニタ用のフォトダイオード素子３９が形成されたシリコン基板３３上にマウントされる。このシリコン基板３３は、リードフレーム３２に上面にマウントされる。フォトダイオードＩＣ３６は、シリコン基板に形成され、リードフレーム３２の下面にマウントされる。リードフレーム３２の上面にはレーザ素子３４に対向してボールレンズ３５が配置される。これらリードフレーム３２と、レーザ素子３４及びモニタ用フォトダイオード素子３９を有したシリコン基板３３と、フォトダイオードＩＣ３６により光集積装置３７が構成される。そして、この光集積装置３７とボールレンズ３５は、パッケージ４１内に封入される。パッケージ４１のフォトダイオードＩＣ３６に対向する部分には透明材料で形成された窓４０が設けられ、また、ボールレンズ３５に対応する部分には透明材料で形成された窓４２が設けられる。ガルバノミラー３８はレーザ素子３４から出射され、ボールレンズ３５によりライン状に成形されたレーザ光を記録媒体の垂直方向に走査させるように、回転可能に配置される。
【００４８】
このスキャナー機器３１では、レーザ素子３４から出射されたレーザ光がボールレンズ３５によりライン状に形成されてガルバノミラー３８に照射さる。ガルバノミラー３８で反射したレーザ光は記録媒体４２、例えばバーコード記録媒体に照射され、その反射光が窓４０を通じて光集積装置３７のフォトダイオードＩＣ３６に受光される。そして、ガルバノミラー３８が回動することにより、ライン状のレーザ光がバーコード記録媒体４２上を垂直方向に走査され、そのバーコードがフォトダイオードＩＣ３６により読み取られる。
【００４９】
そして、本実施の形態のスキャナー機器３１においては、特に、光集積装置３７のレーザ素子３４からのレーザ光の出射の有無に応じて、自動的にフォトダイオードＩＣ３６への電源供給や機能の停止、再開を行えるように構成される。すなわち、光集積装置３７のブロック回路構成として図２、図３で説明したと同様の回路構成を採用する。
【００５０】
本実施の形態に係るスキャナー機器３１によれば、スイッチ回路１４ａもしくは図４のスイッチ回路１４ｂを用いることにより、レーザ素子がレーザ光を照射しているときはスイッチ回路１４ａ、１４ｂを閉じる状態（オン状態）となり、フォトダイオードで得られる所要の出力信号を出力端子から出力することができる。逆にレーザ素子からレーザ光が照射されてないとき、スイッチ回路１４ａ、１４ｂは、開いた状態（オフ状態）となり、フォトダイオードにつながる電流電圧変換回路１７とバイアス回路１６の間を切ることができる。したがって、スキャナー機器３１における無駄な電力消費を抑えることできる。
【００５１】
次に、図６に本発明に係る光通信モジュールの実施の形態を示し、図７にこの光通信モジュールを構成する光集積装置のブロック回路を示す。
本実施の形態の光通信モジュール５１は、半導体基板上に送信部６２と受信部６３を備える。送信部６２は、基板５２に形成されたレーザ素子５４とドライバーＩＣ６１を有しドライバーＩＣ６１によってレーザ素子５４を制御して光変調されたレーザ光を上り光ファイバー５５ａを介して送信されるように構成される。このレーザ素子５４は、レーザ光をモニタ用フォトダイオード５９によってモニタしながら、レーザ素子からの光出力をオートパワーコントロール制御（図７の破線参照）している。受信部６３は、基板５２に形成された受光素子であるフォトダイオード素子５６と電流電圧変換回路を含む集積回路６７を有し、下り光ファイバー５５ｂを介して光信号であるレーザ光を受信するように構成される。
【００５２】
光通信モジュール５１のブロック回路を図７に示す。送信部側では、レーザ素子５４、モニタ用フォトダイオード素子５９及びドライバーＩＣ６１が設けられ、レーザ素子５４から出射され信号に応じて変調されたレーザ光（光信号）が上り光ファイバー５５ａを通じて送信される。受信部側では、半導体基板５２に受信側のフォトダイオード素子５６と共に、低電圧源となるバンドギャップ回路６５と、これに接続された低電流源となるバイアス回路６６と、電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖアンプ）６７と、バイアス回路６６と電流電圧変換回路６７との間に接続されたスリープスイッチ回路６４とが形成される。フォトダイオード素子５６の出力端は分岐され、一方が電流電圧変換回路６７に接続され、他方がスリープスイッチ回路６４に接続される。電流電圧変換回路６７の出力側は出力端６８に接続される。ここでは、フォトダイオード５６、スイッチ回路６４、バンドギャップ回路６５、バイアス回路６６、電流電圧変換回路６７、及び出力端子６８を共通の半導体基板に形成した、いわゆる、受光ＩＣとして構成しても良いし、あるいは、フォトダイオードを単独で構成しても良い。
【００５３】
この光通信モジュール５１では、下り光ファイバー５５ｂから光信号（レーザ光）が送られてフォトダイオード素子５６で受光した場合、フォトダイオード素子５６の出力によりスリープスイッチ回路６４が閉じる（オン）状態となり、バイアス回路６６と電流電圧変換回路６７が導通状態となる。これにより、光信号を受信したフォトダイオード素子５６からの出力（電流）は、電流電圧変換回路６７によって電圧に変換され、電圧出力として出力端子６８へ出力される。
【００５４】
スイッチ回路６４をタイミングよく動作させるために、例えばフォトダイオード５６と電流電圧変換回路６７に遅延回路（図示せず）を介することで、スイッチ回路の動作に同期して電流電圧変換回路６７へと電流信号を送ることができる。
一方、下り光ファイバー５５ｂから光信号（レーザ光）が送られてこない場合、フォトダイオード素子５６に電流出力が出ないことからバイアス回路６６と電流電圧変換回路６７のスイッチ回路６４が開いた（オフ）状態となり、電流電圧変換回路６７への定電流の供給が停止される。
【００５５】
スイッチ回路６４は、フォトダイオードからの電流信号を直接利用する電流駆動であるが、フォトダイオード５６からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路の間に設けることで、電圧駆動としてもよい。
【００５６】
本実施の光通信モジュール５１によれば、フォトダイオード５６で受信する光信号（レーザ光）に同期してスイッチ回路６４をスイッチングするため、外部からの制御信号を用いなくても自動的に停止、再開を行うことができる。よって、光通信モジュール５２の低消費費電力を図ることができる。外部からの信号端子を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る光集積装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る光集積装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る光集積装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る光集積装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るスキャナー機器の一実施の形態を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る光通信用機器の一実施の形態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る光通信用機器の一の実施の形態を示すブロック図である。
【図８】従来の光集積装置を示す斜視図である。
【図９】Ａ  従来の光集積装置を示すブロック図である。            Ｂ  従来の光集積装置を示す他のブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、２１・・光集積装置、２、２２・・半導体基板、３、２３・・サブマウント基板、４、２４・・レーザ素子、５、２５・・プリズム、６［６ａ、６ｂ、６ｃ］、２６［２６ａ、２６ｂ］・・フォトダイオード素子、７、２７・・フォトダイオードＩＣ、８、２８・・ミラー面、９、２９・・モニタ用フォトダイオード素子、１０、２０［２０ａ、２０ｂ、２０ｃ］・・電極パッド、１３・・電流電圧変換回路、１４［１４ａ、１４ｂ］・・スリープスイッチ回路、１５・・バンドギャップ回路、１６・・バイアス回路、１７・・電流電圧変換回路、１８・・出力端子、３０・・ワイヤー、３１・・スキャナー機器、３２・・半導体基板、３３・・サブマウント基板、３４・・レーザ素子、３５・プリズム、３６・・フォトダイオードＩＣ、３７・・光集積装置、３８・・ガルバノミラー、３９・・モニタ用フォトダイオード、４０・・窓、４１・・パッケージ、４２・・バーコード、５１・・光通信用モジュール、５４・・レーザ素子、５５ａ、５５ｂ・・光ファイバー、５６・・フォトダイオード、５９・・モニタ用フォトダイオード、６１・・ドライバーＩＣ、６２・・送信部、６３・・受信部、６４・・スイッチ回路、６５・・バンドギャップ回路、６６・・バイアス回路、６７・・電流電圧変換回路、６８・・出力端子、１０１・・光集積装置、１０２・・半導体基板、１０３・・サブマウント基板、１０４・・レーザ素子、１０５・・プリズム、１０６［１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ］・・フォトダイオード素子、１０７・・フォトダイオードＩＣ、１０８・・ミラー面、１０９・・フォトダイオード素子、１１０・・電極パッド、１１４・・スリープスイッチ回路、１１５・・バンドギャップ回路、１１６・・バイアス回路、１１７・・電流電圧変換回路、１１８・・出力端子
【図１】
2005332942.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】
2005332942.tif 000009
【図８】
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【図９】
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