(57)【要約】【課題】光ピックアップ装置において、性能を劣化することなく動作中の消費電流を低減させる手段を備えた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】第１の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第１の基準電流回路と、この第１の増幅度よりも低い第２の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第２の基準電流回路と、外部から供給される切り替え信号により、前記増幅回路に前記第１の基準電流回路を接続させるか、或いは前記第２の基準電流回路を接続させる切り替えスイッチと、を備える構成とし、再生時には前記第１の増幅度に、記録時には第２の増幅度に設定すれば記録再生時共に必要な周波数特性とダイナミックレンジが十分確保できると共に、記録時には消費電流を低減することが可能となる光ピックアップ装置を提供できる。【選択図】図１
2007087502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着された光ディスクにレーザ光を照射し、反射して得られた反射光を受光素子で光電変換して検出信号を生成し、前記検出信号を増幅回路で増幅して得られた信号を用いて記録再生する光ピックアップ装置において、
前記増幅回路を第１の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第１の基準電流回路と、
前記第１の増幅度よりも低い第２の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第２の基準電流回路と、
外部から供給される切り替え信号により、前記増幅回路に前記第１の基準電流回路を接続させるか、或いは前記第２の基準電流回路を接続させる切り替えスイッチと、
を備えた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、光ピックアップ装置に係り、特に、記録時に電力消費を低減する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、着脱可能な光ディスクを記録媒体に用いたビデオムービー（カメラ一体型撮像装置）が製品化されている。一般に、このような可搬型の製品は、屋外で使われ、バッテリー駆動されるために、できるだけ長時間の連続使用が要求されており、このような要求に応えて、光ディスクを用いた製品においても、光ピックアップ装置の省電力技術が検討されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
通常、光ピックアップ装置の受光系は、光ディスクからの反射光を受光素子で受光し、この受光素子の電流出力を電流電圧変換回路で電圧信号に変換した後に、更に必要に応じて演算処理や電圧増幅等を行って各種信号として取り出すようになっている。
受光素子で受光する反射光の強度は、光ディスクの種類の違いにより、あるいは、記録時と再生時の違い等により、大きく異なることが知られている。
このため、従来から、光ディスクからの反射光を受光して電圧信号に変換する回路では、予め分っている反射光の強度に応じて増幅度を切り換えることが行われている（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００４】
図６は、従来の光ディスクからの反射光を受光して電圧信号に変換する回路の一例である。この回路は、電流電圧変換回路としてオペアンプ形式の増幅回路６０１が用いられ、増幅回路６０１の反転入力端子に受光素子６０２と帰還抵抗６０３、６０４の一方の端子が接続されている。帰還抵抗６０３、６０４の他方の端子はスイッチ６０５の切り替え端子ａ、同ｂに夫々接続されており、スイッチ６０５のコモン端子ｃは増幅回路６０１の出力に接続されている。この回路構成で、帰還抵抗６０３、６０４は電流電圧変換抵抗となっている。
【０００５】
帰還抵抗６０３は同６０４に比較して大の抵抗値に設定されており、これにより、増幅回路６０１の増幅度は、スイッチ６０５が帰還抵抗６０３側に接続されているとき大に、帰還抵抗６０４側に接続されているときは小になる。このスイッチ６０５の切り替えは、外部からのゲイン切り替え信号により制御される。なお、この増幅度の切り替えでは増幅回路６０１の動作電流値は変化しない。
【０００６】
増幅回路６０１のIref端子に接続されている基準電流回路６０６は、増幅回路６０１の回路電流を決めるためのものであるが、この値により、電流値が変化すると共に内部の増幅段の周波数特性や出力段のダイナミックレンジが変わってくる。
図７は、増幅回路６０１の等価回路の一例である。同図で示すように、回路の左側が増幅段、右側が出力段である。また、夫々の段の回路電流はIref端子から入力される共通の基準電流で設定されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−２６３７６９号公報
【特許文献２】特開２００３−９１８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光ピックアップ装置では、通常、光ディスクからの反射光を受光してフォーカスサーボ用信号やトラッキング用信号等の各種の信号を生成するために少なくとも８個、場合によっては１０個以上の受光素子を用いている。更に、この受光素子と同数の電流電圧変換回路が必要であり、この部分で消費される電流の合計は数十ミリアンペアとなるためにバッテリーの大きな負担となる問題を有している。
【０００８】
前記特許文献１では、上記問題を解決するために、機器が動作をしていない待機状態で上記電流電圧変換回路の動作を一斉に遮断することによりバッテリーが消費する電流を節約する技術を開示している。しかし、この方法の場合、機器が動作中は省電力にはならないという欠点を有している。
【０００９】
また、前記したように、上記の電流電圧変換回路は、図６に示す増幅回路６０１のIref端子に加える電流を調整することで動作電流を変えることが可能であるが、省電力のために単に動作電流を減少させると内部回路の周波数特性の劣化やダイナミックレンジの低下を招き性能が悪化してしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み成されたものであり、光ディスクを記録媒体とする機器に用いる光ピックアップ装置において、性能を劣化させることなく動作中の消費電流を低減させる手段を備えた光ピックアップ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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下に記載の構成からなる。すなわち、
装着された光ディスクにレーザ光を照射し、反射して得られた反射光を受光素子で光電変換して検出信号を生成し、前記検出信号を増幅回路で増幅して得られた信号を用いて記録再生する光ピックアップ装置において、前記増幅回路を第１の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第１の基準電流回路と、前記第１の増幅度よりも低い第２の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第２の基準電流回路と、外部から供給される切り替え信号により、前記増幅回路に前記第１の基準電流回路を接続させるか、或いは前記第２の基準電流回路を接続させる切り替えスイッチと、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第１の基準電流回路と、この第１の増幅度よりも低い第２の増幅度で動作させたときの動作電流を設定する第２の基準電流回路と、外部から供給される切り替え信号により、前記増幅回路に前記第１の基準電流回路を接続させるか、或いは前記第２の基準電流回路を接続させる切り替えスイッチと、を備える格別の構成があるので、再生時には前記第１の増幅度に、記録時には第２の増幅度に夫々設定すれば、記録再生時共に必要な周波数特性とダイナミックレンジが十分確保できると共に、記録時には消費電流を低減することが可能となる。この本発明に係る光ピックアップ装置をバッテリー駆動のビデオムービーに適用することにより、ビデオムービーとして殊に重要な記録可能時間を大幅に伸張できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る電流電圧変換回路の一実施例を示す回路図、図２は、増幅回路をバイポーラトランジスタで構成した等価回路図、図３は、増幅回路をＭＯＳトランジスタで構成した等価回路図、図４は、本発明に係る複数の受光素子と増幅回路をシリコン基板上に形成した回路付き受光素子のブロック図、図５は、関連する回路の等価回路図で、（Ａ）は切り替えスイッチ、（Ｂ）は基準電流回路の等価回路図である。
【００１４】
まず、本実施例における電流電圧変換回路の構成について、図１を用いて説明する。
光ディスクを記録媒体とする記録再生機器における光ピックアップ装置では、記録時再生時共に光ディスクから反射したレーザー光を受光してフォーカスサーボ用信号やトラッキング用信号等の各種の信号を生成するが、記録時は再生時に比べてレーザー光の強度が大幅に大きいため、光ディスクからの反射光も大きくなる。そのために、記録時の電流電圧変換回路の増幅度は再生時よりも十分に小さくする必要がある。
【００１５】
従来例で説明したように、電流電圧変換回路の増幅度は増幅回路の帰還抵抗の値で決まり、増幅度を下げるには抵抗値を小さくする。このように帰還抵抗の値を下げると増幅回路の周波数特性は向上するので、この増幅段の動作電流を下げても必要な周波数特性が得られるようになる。
【００１６】
一方、再生時は受光するレーザー光は微弱であるから、電流電圧変換回路の増幅度は高くしなければならず、そのために増幅回路の帰還抵抗は大きな値となる。
このように、帰還抵抗の値を大きくすると周波数特性が低下するので、必要な周波数特性を得るためには増幅段の動作電流を高くしておかなくてはならない。
【００１７】
又、増幅した信号は記録時も再生時もほぼ同じ大きさの信号となるから、電流電圧変換回路の出力部で必要なダイナミックレンジは記録時も再生時も同じ特性にしておかなければならない。
以下に説明する本発明の実施例では、上記の状況から、特に、記録時における省電力が図れる電流電圧変換回路を実現するものである。
【００１８】
図１は、本実施例における電流電圧変換回路である。電流電圧変換回路にはオペアンプ形式の増幅回路１０１が用いられ、増幅回路１０１の反転入力端子に受光素子１０２と帰還抵抗１０３、１０４の一方の端子が接続されている。帰還抵抗１０３、１０４の他方の端子はスイッチ１０５の切り替え端子ａ、同ｂに夫々接続されており、スイッチ１０５のコモン端子ｃは増幅回路１０１の出力に接続されている。
【００１９】
帰還抵抗１０３は同１０４に比較して大の抵抗値に設定されており、これにより、増幅回路１０１の増幅度は、スイッチ１０５が帰還抵抗１０３側に接続されているとき大に、帰還抵抗１０４側に接続されているときは小になる。このスイッチ１０５の切り替えは、外部からのゲイン切り替え信号により制御される。この切り替え信号は再生時には帰還抵抗１０３側に接続し、記録時には帰還抵抗１０４側に接続するような制御信号である。
【００２０】
図２は、増幅回路１０１の等価回路の一例である。同図で示すように、回路の左側が増幅段、右側が出力段であり、夫々の段の回路電流はIref InとIref Out端子から入力される基準電流で単独に設定できるようになっている。
図３は、増幅回路１０１をＭＯＳトランジスタにより形成した等価回路であり、上記図２のバイポーラトランジスタで形成されたと回路と同等の特性が得られる。
【００２１】
ここで、上記増幅回路１０１の周波数特性について簡単に説明する。
一般的にオペアンプ形式の増幅回路では、トランジスタに定常的に流す電流は回路の周波数特性に大きく関与する。受光素子１０２の持つ容量Ｃｐと周波数特性ｆと帰還抵抗Ｒｆとには次のような関係がある。
【００２２】
周波数特性ｆ（−３ｄｂ）＝（１＋Ａｖ）／Ｒｆ・Ｃｐ
ここで、Ａｖは増幅回路のゲインバンド幅で、
Ａｖ≒ｇｍ／Ｃｅｆ
Ｃｅｆは回路中のトランジスタ素子容量や配線容量、ｇｍは初段トランジスタの相互コンダクタンスである。
ｇｍはバイポーラトランジスタでは電流に比例し、ＭＯＳトランジスタでは電流の平方根に比例する性質がある。
すなわち、上記周波数特性ｆはトランジスタに流れる電流が多いほど、また、帰還抵抗が小さいほど高くなることを示している。
【００２３】
光ピックアップ装置に使用される受光素子の容量は通常１ｐＦ程度であり、再生時での帰還抵抗が５０キロオームないし１００キロオームで、１００ＭＨｚ程度の周波数特性を得るためには各トランジスタに０．３ないし０．５ミリアンペアを必要とし、回路全体として１ミリアンペアを超える電流が必要となってくる。
しかし、記録時は受光素子からの信号は再生時の１０倍程度あり、必要な帰還抵抗は５キロオームないし１０キロオームとなる。したがって、この場合には初段トランジスタの電流は再生時に比べかなり低くしても周波数特性を満足することができる。
【００２４】
そこで、本実施例では、図１および図２に示すように、増幅回路１０１の増幅段と出力段にIref InとIref Outという２種類の基準電流を加えるようにしている。
この構成で、増幅段の電流のみ記録時には小さく、再生時には大きくなるように設定することが可能となるので、増幅段の周波数特性を劣化することなく、また、出力段のダイナミックレンジも劣化することなく、記録時の消費電流を低減することができる。
【００２５】
すなわち、図１において、増幅回路１０１のIref In端子にはスイッチ１０８のコモン端子ｃが接続され、スイッチ１０８の切り替え端子ａには基準電流回路（１）１０６が、切り替え端子ｂには基準電流回路（２）１０７が接続されている。又、増幅回路１０１のIref Out端子には常時基準電流回路（１）１０６が接続されている。
スイッチ１０８の切り替えは、前記スイッチ１０５で使用したゲイン切り替え信号が共通に用いられる。
【００２６】
基準電流回路（１）１０６は、再生時の増幅段の電流値を決める基準電流を発生する回路であり、増幅度の高い再生時に必要な周波数特性が得られるように、十分な電流が流れる値に設定され、この基準電流は同時に出力段のダイナミックレンジを確保する電流設定を兼ねている。
基準電流回路（２）１０７は、記録時の増幅段の電流値を決める基準電流を発生する回路であり、基準電流回路（１）１０６に比べて増幅段の電流が少なくなる値である。前記したように、記録時は電流を下げても増幅度が低いので周波数特性は確保できる。
【００２７】
なお、再生時に、受光したレーザー光が微弱で増幅回路１０１の増幅度がまだ不足している場合には、増幅回路１０１の出力信号を更に増幅するために、増幅回路を挿入する必要が生ずることがある。このような場合も、挿入した増幅回路には記録時の信号も通ることになるので、そのときは増幅度を切り換えて下げる必要がある。
したがって、このような場合にも、記録時には電流を低減するために、前記増幅回路１０１の構成と同様に増幅段の電流を記録時と再生時で切り換えるようにすることが有効である。
【００２８】
次に、図４を用いてこれまでに説明した電流電圧変換回路の実装例を説明する。
図４は、光ディスクからのレーザー光を電気信号に変換する複数の受光素子４０１と受光素子４０１からの光電流信号を電圧に変換する複数の電流電圧変換回路４０２をシリコン基板上に同時に形成した回路付き受光素子の一例である。
【００２９】
この回路付き受光素子には８個の受光素子４０１が形成されており、レーザー光を受光してフォーカスサーボ用信号やトラッキング用信号等の各種の信号を生成できるように配置されている。
受光素子４０１の夫々に対応して８個の電流電圧変換回路４０２が設けており、電流電圧変換回路４０２により電圧変換された夫々の信号は、外部の回路とつなぐための出力端子（ボンディングパッド）４０３につながれている。
【００３０】
また、このシリコン基板上には基準電流回路（１）４０４と同（２）４０５、およびスイッチ４０６が形成されている。
記録再生モードの切り替え信号は入力端子（ボンディングパッド）４０７を通して外部から供給され、切り替えスイッチ４０６と各電流電圧変換回路４０２につながれている。この切り替えスイッチは図５（Ａ）に等価回路を示すようにＭＯＳトランジスタにより構成できる。又、図５（Ｂ）は上記基準電流回路（１）および（２）の一例を示す等価回路であり、電流値は図示した電流設定抵抗で設定する。
なお、本電流電圧変換回路の実装例では、記録時の消費電流は再生時に比べて約４０パーセントに低減することが可能である。
【００３１】
以上詳述したように、本発明に係る光ピックアップ装置では、光ディスクからの反射光を受光して電圧信号に変換する電流電圧変換回路の増幅段の動作電流を、記録時には小さく、再生時には大きくなるように設定すると共に、出力段の動作電流は記録時も再生時も同一となるように夫々分離して設定することにより、記録再生時共に必要な周波数特性とダイナミックレンジが十分確保でき、記録時には消費電流を低減することが可能となるものである。
この発明に係る光ピックアップ装置をバッテリー駆動のビデオムービーに適用することにより、ビデオムービーとして殊に重要な記録可能時間を大幅に伸張できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る電流電圧変換回路の一実施例を示す回路図である。
【図２】増幅回路をバイポーラトランジスタで構成した等価回路図である。
【図３】増幅回路をＭＯＳトランジスタで構成した等価回路図である。
【図４】本発明に係る複数の受光素子と増幅回路をシリコン基板上に形成した回路付き受光素子のブロック図である。
【図５】関連する回路の等価回路図で、（Ａ）は切り替えスイッチ、（Ｂ）は基準電流回路の等価回路図である。
【図６】従来の電流電圧変換回路の一実施例を示す回路図である。
【図７】従来の増幅回路の等価回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１…増幅回路
１０２…受光素子
１０３、１０４…帰還抵抗
１０５、１０８…スイッチ
１０６…基準電流回路（１）
１０７…基準電流回路（２）
４０１…受光素子（８個）
４０２…電流電圧変換回路（８個）
４０３…出力端子（８個）
４０４…基準電流回路（１）
４０５…基準電流回路（２）
４０６…切り替えスイッチ
４０７…（切り替え信号）入力端子
【図１】
2007087502.tif 000003
【図２】
2007087502.tif 000004
【図３】
2007087502.tif 000005
【図４】
2007087502.tif 000006
【図５】
2007087502.tif 000007
【図６】
2007087502.tif 000008
【図７】
2007087502.tif 000009