(57)【要約】【課題】安価で優れた、受光素子回路及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】  受光素子ＰＤと、増幅回路Ｕ１と、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時とで、選択的に動作する再生時用と記録時用の集積インピーダンスＶＲｒ，ＶＲｗと、前記再生時用のインピーダンスＶＲｒの値と，前記記録時用のインピーダンスＶＲｗの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しており、さらに、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時に切り替え制御するゲイン制御回路３５と、前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路３５に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子３９、４０とを有する。【選択図】  図３
2007080470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザの発光量をモニタする受光素子回路において、
受光素子と、
前記受光素子からの出力電流を増幅して出力する増幅回路と、
前記増幅回路に接続され、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時と切替えられて動作する集積化された再生時用と記録時用のインピーダンスと、
前記再生時用のインピーダンスの値と，前記記録時用のインピーダンスの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しており、さらに、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時に切り替え制御するゲイン制御回路と、
前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子と、
を有したことを特徴とする受光素子回路。
【請求項２】
レーザの発光量をモニタする受光素子回路において、
再生系の受光セルと、記録系の受光セルを含む受光素子と、
前記再生系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第１増幅回路と、
前記記録系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第２増幅回路と、
前記第１増幅回路のゲインを切替えできるように、前記第１増幅回路に接続され集積化された再生時用のインピーダンスと、
前記第２増幅回路のゲインを切替えできるように、前記第２増幅回路に接続され集積化された記録時用のインピーダンスと、
前記再生時用のインピーダンスの値と，前記記録時用のインピーダンスの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しているゲイン制御回路と、
前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子と、
を有したことを特徴とする受光素子回路。
【請求項３】
前記第１増幅回路の電流電圧出力端子と再生時モニタ出力端子との間に設けられた第３増幅回路と、
前記第２増幅回路の電流電圧出力端子と記録時モニタ出力端子との間に設けられた第４増幅回路とを有した、
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項４】
前記再生系の受光セルと前記第１増幅回路の間に設けられた第１の電流アンプと、
前記記録系の受光セルと前記第２増幅回路の間に設けられた第２の電流アンプと、
前記第１増幅回路の電流電圧出力端子と再生時モニタ出力端子との間に設けられた第３増幅回路と、
前記第２増幅回路の電流電圧出力端子と記録時モニタ出力端子との間に設けられた第４増幅回路とを有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項５】
前記再生系の受光セルの出力端子と、前記記録系の受光セルの出力端子との間をオンオフするスイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記スイッチをオンオフ制御する記録再生状態切替端子を有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項６】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力端子が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給される第２スイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記第２スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子を有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項７】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力端子が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給される第２スイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記第２スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子と、
前記第２スイッチの出力端子が接続される差動出力増幅回路を有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項８】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力と、前記第２増幅回路の出力が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給される第２スイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記第２スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子を有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項９】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力端子と再生時モニタ出力端子との間に設けられた第３増幅回路と、
前記第２増幅回路の出力端子と記録時モニタ出力端子との間に設けられた第４増幅回路とを有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項１０】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力と、前記第２増幅回路の出力が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給される第２スイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記第２スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子と、
前記第２スイッチの出力端子が接続される差動出力増幅回路を有した
ことを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項１１】
基準電圧発生回路を含み、基準電圧を少なくとも前記第１増幅回路と、第２増幅回路に与えていることを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項１２】
基準電圧発生回路と、外部接続端子としての基準電圧入出力端子と、前記基準電圧発生回路の出力端子と基準電圧入出力端子間をオンオフする基準電圧スイッチと、前記基準電圧スイッチをオンオフ制御する基準電圧制御端子を有し、
前記基準電圧スイッチがオンのときは、前記基準電圧を少なくとも前記第１増幅回路、第２増幅回路、及び外部の回路にも与えることを特徴とする請求項２記載の受光素子回路。
【請求項１３】
レーザの発光量をモニタする受光素子回路において、
再生系の受光セルと、記録系の受光セルを含む受光素子と、
前記再生系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第１電流アンプと、
前記記録系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第２電流アンプと、
前記第１電流アンプと前記第２電流アンプの出力を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力と、前記第２電流アンプの出力が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給されるスイッチと、
前記第スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子と、
前記第スイッチの出力が供給される電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路のゲインを切替えできるように、前記電流電圧変換回路に接続され集積化されたインピーダンスと、
前記インピーダンスの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しているゲイン制御回路と、
前記電流電圧変換回路の出力が供給される差動出力増幅回路を有した
ことを特徴とする受光素子回路。
【請求項１４】
前記第１電流アンプは、基準電流源側に前記再生系の受光セルが接続され、且つ入力対出力の電流比が異なる複数の出力部を有したカレントミラー回路で形成され、
前記第２電流アンプは、基準電流源側に前記記録系の受光セルが接続され、且つ入力対出力の電流比が異なる複数の出力部を有したカレントミラー回路で形成され、
ていることを特徴とする請求項１３記載の受光素子回路。
【請求項１５】
前記再生時用のインピーダンスと、前記記録時用のインピーダンスとはそれぞれ、
抵抗とスイッチの直列回路が、複数個並列接続された回路網であり、前記ゲイン制御回路が任意のスイッチをオン又はオフすることでゲインを設定していることを特徴とする請求項１、又は２のいずれかに記載の受光素子回路。
【請求項１６】
前記再生時用のインピーダンスと、前記記録時用のインピーダンスとはそれぞれ、
値が等しい複数の抵抗が、数を異ならせて複数に区分され、それぞれの区分に並列にスイッチが接続された回路網であり、前記ゲイン制御回路が任意のスイッチをオン又はオフすることでゲインを設定していることを特徴とする請求項１、又は２のいずれかに記載の受光素子回路。
【請求項１７】
レーザ光源からのレーザのディスク再生レーザパワーと、ディスク記録レーザパワーとが切り替えられる光ピックアップ装置と、前記レーザの光路の途中でレーザの一部をモニタする受光素子回路と、を有した光ディスク装置において、
前記受光素子回路は、
再生系の受光セルと、記録系の受光セルを含む受光素子と、
前記再生系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第１増幅回路と、
前記記録系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第２増幅回路と、
前記第１増幅回路のゲインを切替えできるように、前記第１増幅回路に接続され集積化された再生時用のインピーダンスと、
前記第２増幅回路のゲインを切替えできるように、前記第２増幅回路に接続され集積化された記録時用のインピーダンスと、
前記再生時用のインピーダンスの値と，前記記録時用のインピーダンスの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しているゲイン制御回路と、
前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子と、
を具備したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１８】
前記再生時用のインピーダンスと、前記記録時用のインピーダンスとはそれぞれ、
値が等しい複数の抵抗が、数を異ならせて複数に区分され、それぞれの区分に並列にスイッチが接続された回路網であり、前記ゲイン制御回路が任意のスイッチをオン又はオフすることでゲインを設定していることを特徴とする請求項１７記載の光ディスク装置。
【請求項１９】
前記第１増幅回路と前記第２増幅回路の出力を加算する加算回路と、
前記加算回路の出力と、前記第２増幅回路の出力が一方と他方の入力端子にそれぞれ供給される第２スイッチと、
前記ゲイン制御回路を介して前記第２スイッチの選択状態を制御する記録再生状態切替端子と、
前記第２スイッチの出力端子が接続される差動出力増幅回路を有した
ことを特徴とする請求項１８記載の光ディスク装置。
【請求項２０】
さらに前記ゲイン制御回路に与える設定信号を記憶したメモリを含むことを特徴とする請求項１９記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受光素子回路及び光ディスク装置に関するもので、技術分野としては、ＣＤ（コンパクトディスクプレーヤ）、ＬＤ（レーザディスクプレーヤ）、ＤＶＤ（デジタルバーサータイルディスク）、最近では青色レーザを利用したＨＤ  ＤＶＤ等の光ピックアップ装置に使用されて有効な発明である。また受光素子回路は、アンプ内蔵光センサ半導体集積回路とも称され（以下これらを総称してＡＰＣ−ＰＤＩＣと略記する）、特にレーザの発光量を自動調整するため、所謂フロントモニタするのに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
情報読み取り用として赤外レーザを使用するＣＤ（Compact Disk）、赤色レーザを使用するＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、最近では青色レーザを使用するハイビジョンクラスの映像の記録媒体として規格されているＨＤ  ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disk）等などがある。これらの光ディスクを用いる記録再生装置における音楽、映画等情報信号の記録/再生は、レーザビームを対物レンズで微小サイズの集光スポットにして光ディスクへ照射する、そして、光ディスクからのレーザ反射光を検出することにより行われている。
【０００３】
このために最近のドライブでは、使用するレーザ光の波長としては、３波長（ＣＤ用、ＤＶＤ用、ＨＤ  ＤＶＤ用）にもなる。さらに記録のハイスピード化が進み、ＣＤでは記録５２倍速、ＤＶＤでは記録１６倍速のドライブが発売されており、レーザの光量もそれにともないハイパワーになってきている。
【０００４】
レーザは、各部ミラー等を経由して対物レンズからディスクに照射される。一般的にＡＰＣ−ＰＤＩＣは、レーザ光路の途中のミラーの背面に搭載され、そのレーザの一部光量をモニタして電圧に変換し、レーザ駆動回路にフィードバックしている。このフィードバックループによりレーザの光量を一定にすべく、自動パワーコントロール（Auto Power control）が行われる（以下、ＡＰＣと略記する）。
【０００５】
従来のＡＰＣ方式は、１つの受光セルを使用し、レーザ光量をモニタしているため、再生系の仕様と記録系の仕様、この２つの仕様のバランスをとる必要性があった。
【０００６】
再生系の仕様は、周波数帯域は１ＭＨｚ程度と低くてよいが、雑音レベルは低く、信号出力が大きいことが要求される。
【０００７】
一方、記録系の仕様は、再生系とは逆に、記録パルスを忠実にモニタするため周波数帯域は１００ＭＨｚ以上、低パワーから高パワーまで、倍速記録モードにもよるが、１対１０〜１５０の割合で変化している記録パルスの低パワー側で低雑音が要求される。つまり広帯域、低雑音が要求される。
【０００８】
従来、再生系と記録系で、この相反した仕様のため、両方の仕様のバランス取りが非常に難しかった。また、光ディスクでは、記録後すぐに再生、またその逆に再生後すぐに記録という高速切り替えを要求されるが、従来の回路では、帯域の低い方の切り替え時定数が支配的になり、高速で、記録／再生の切り替えができないという問題があった。
【０００９】
また、従来のＡＰＣ−ＰＤＩＣは、レーザ出射光量に対する、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ受光光量（モニタ量）を上げると、すなわち光路中のレーザビームパワーに対してモニタする光量の割合を大きく（光量を上げようと）すると、ＳＮ良くモニタ信号が得られるが、対物出射パワー、すなわち記録パワーが不足する、逆に、モニタ量を下げると、レーザ光量モニタの十分な感度、十分なモニタ信号電圧が得られないため、ＳＮが悪くなってしまうという問題があった。
【００１０】
また、再生系のＳＮを上げるため、センサ面積を大きくすると、センサ容量が大きくなる。このセンサ容量の影響で、今度は、再生系の周波数特性のピーキングを抑えるために、センサ容量とほぼ同等の位相補償コンデンサを必要とされ、この結果、周波数帯域は狭くなるので、再生系はこれで問題ない。しかしこの結果、記録時のモニタ周波数帯域が不足、減少してしまうという大きな欠点があった。
【００１１】
このように従来の回路では、再生系の仕様と記録系の仕様には相反する要件が存在し、この２つの仕様のバランスをとる必要性があり、またバランスが重要であるという課題がある。また、上記のようにセンサ面積を大きくし、それに伴い位相補償コンデンサが大きくなると、チップサイズが大きくなり、ＩＣの単価が上がるという大きな欠点もある。
【００１２】
従来の方式の問題点を下記に示すと、
１．ＡＰＣ−ＰＤＩＣの外付け部品として、ボリュームが必要であること、
２．消費電力が大きいこと：  記録時には、広いダイナミックレンジ、１００ＭＨｚを超える広帯域な周波数特性、高スルーレートを必要とされるため、その結果消費電力が大きくなる、
３．受光セルが１つのため、記録時の特性と、再生時の特性のバランスを取ることが、非常に難しい、
ことが上げられる。
【００１３】
１．でボリュームが必要な理由、ボリューム調整が必要な理由を以下に説明する。まず、ディスクを再生／記録するレーザの一部光量が、ＡＰＣ−ＰＤＩＣによりモニタされ、電圧に変換される、この電圧がレーザ駆動回路にフィードバックされる、これにより、レーザの光量を一定にすべく、自動パワーコントロール（Auto Power control）が行われている。
【００１４】
従って、ピックアップの対物レンズ出射光量が、ある所定の光量の時に、ＡＰＣ−ＰＤＩＣの出力電圧は一定にならなければならない。ピックアップによって、レーザ出射光量の固体差が出てはならないからである。しかし、下記に示す各部にバラツキがあるので、ＡＰＣ−ＰＤＩＣの出力電圧は一定にならない。
【００１５】
１）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の感度バラツキ
２）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の波長感度によるバラツキ、
３）レーザの光量バラツキ、
４）レーザの波長バラツキ、
５）ＡＰＣ−ＰＤＩＣの位置のバラツキ、
６）光学系の部品の透過率あるいは反射率のバラツキ、
これらのバラツキを補償するため、外付けボリュームが必要なのである。
【００１６】
１．のボリュームがある場合の問題点について説明する。前述のような理由のため、ボリュームは必要とされるが、前述のようにＣＤ、ＤＶＤ、さらにはＨＤ  ＤＶＤ用として３波長が必要となり、ピックアップが完全に対応するためには、ボリュームの数量は少なくとも３個となる。
【００１７】
この結果、ボリュームが必要な分、部品のコストアップになり、さらにはスリム、ウルトラスリムでは、３波長になった分レーザ等部品点数増える。この結果、ボリュームの実装場所、置き場所がないという大きな問題が発生する。また、ボリューム調整が必要な分人件費がかかり、ピックアップの価格が上がる、コストアップになっている。
【００１８】
また、前述のように、３波長になった分レーザ等部品点数増えているので、調整治具の設計が難しくなるという、問題も出てくる。
【００１９】
２．の消費電力が大きいことについて、以下に説明する。まず、従来の受光素子回路では、受光セルＰＤは１つである。この受光セルＰＤが受光した一部光量に応じた電流出力は、電流電圧変換回路Ｕ１で電流電圧変換される。電流電圧変換回路Ｕ１には、電流電圧変換ゲインを切り替えるための複数のトランスインピーダンスＲＡ１、ＲＡ２が接続されている。
【００２０】
電流電圧変換回路Ｕ１から出力された信号は、スイッチにより外付けのゲイン調整ボリュームＶＲ１側か、ＶＲ２側かを通り、後段の電圧増幅回路Ｕ３に伝送される。電圧増幅回路Ｕ３は、先のボリュームＶＲ１又はＶＲ２と、自身が有する抵抗ＲｇとＲｆからゲインが決定される。そして先のボリュームＶＲ１又はＶＲ２からの電圧を増幅し出力端子３６からＡＰＣ−ＰＤＩＣ出力として導出する。
【００２１】
一般的に、再生時は、ＡＰＣ−ＰＤＩＣに入力される光量は小さいので、ゲインは高くなるように、トランスインピーダンス、ゲイン調整ボリュームがセットされる。記録時の光量は大きいので、ゲインは小さくなるように、トランスインピーダンス、ゲイン調整ボリュームがセットされる。したがって、複数のゲインモードを得ることができる。ゲイン調整ボリュームは前述のように、各部のバラツキを補償するために入れられている。
【００２２】
特に、記録時は高倍速ＤＶＤ１６倍速、ＣＤ５２倍速まで、対応、追従しなければならず、この結果、ダイナミックレンジを広くし、周波数帯域が１００ＭＨｚ以上と広くなり、スルーレートは高くせざるを得ないことになる。また、負荷条件も消費電力に大きく関係しており、１０ＫΩ//２０ＰＦ、１ＫΩ//５０ＰＦ、１０ＫΩ//５０ＰＦが一般的な負荷条件として使用されている。これらの結果、消費電力が大きくなっているのである。
【００２３】
このように、制御を簡単にするため、ゲインモードを少なくし、高倍速に対応するためダイナミックレンジを大きくとっている。この結果、消費電力が大きくなっているのが、現在の設計方法である。この手法はあまり大きな変更されていない。この結果、使用波長が３波長に増えたことも相まって、益々消費電力は、システム設計者の意図に反して増加し、その放熱対策に時間と労力とお金を費やすことになるのである。
【００２４】
２．の問題点について説明する。消費電力が大きいと、ドライブ内の温度が上がり、その放熱対策に、余計な開発費、労力がかかる。これは非常に大きな問題である。ノートパソコンに内臓されている、スリム、ウルトラスリムドライブでは、消費電力は電池寿命、さらには、ドライブ自身の寿命、信頼性に大きく関係する。
【００２５】
高倍速化、３波長になり、消費電力は大きくなった結果、電池寿命は短くなり、さらには、ドライブ自身の寿命は短くなり、信頼性も低下するという大きな問題が発生する。
【００２６】
特に、ＤＶＤで使用されている赤色レーザは他の青色、赤外レーザと比べて、温度特性は非常に悪く、温度が上がると、レーザ出力が落ちる割合が大きい。別の言い方をすると、赤色レーザは、温度が上がると、所謂ＩＬカーブ（Ｉ＝レーザ駆動電流、Ｌ＝レーザ発光量）が寝てきて、レーザの出力が下がることは、同業者ならば、周知の事実である。このため、光ディスクを製造しているセットメーカーはこの温度対策及びレーザの光量制御に、非常に苦労している。ディスクトップパソコンと比べると、スリム、ウルトラスリムドライブでは、筐体が小さく放熱能力は小さいので、この傾向は顕著である。
【００２７】
消費電力が大きくなると、発熱の問題以外に、ピックアップに搭載しているフレキシブル基板の設計にも大きな問題が発生する。すなわち、その消費電流分が許容できる電流が流せるように、配線幅を太くしなければならないからである。しかし、スリム、ウルトラスリムドライブでは、そのフレキのドライブ本体基板への引き出し幅限界の寸法があり、一般的に設計ルールである１ｍｍ／１Ａのルールも守れなくなり、配線幅が細くなったことによる共通インピーダンス等が起こり、回路の動作が不安定になるなどの大きな問題が発生する。
【００２８】
３．の理由について、以下に説明する。
【００２９】
まず、従来のＡＰＣ方式は、１つの受光セルを使用し、レーザ光量をモニタしているため、再生系の仕様と記録系の仕様、この２つの仕様のバランスをとる必要性があった。
【００３０】
再生系の仕様は、周波数帯域は１ＭＨｚ程度と低くてよいが、雑音レベルは低く、信号出力が大きいことが要求される。
【００３１】
記録系の仕様は、再生系とは逆に、記録パルスを忠実にモニタするため周波数帯域は１００ＭＨｚ以上、低パワーから高パワーまで、倍速記録モードにもよるが、１対１０〜１５０の割合で変化している記録パルスの低パワー側で低雑音が要求される。つまり広帯域、低雑音が要求される。
【００３２】
３．受光セルが１つのため、記録時の特性と、再生時の特性のバランスを取ることが、非常に難しいが、その問題点について説明する。従来、再生系と記録系で、この相反した仕様のため、両方の仕様のバランス取りが非常に難しかった。また、光ディスクでは、記録後すぐに再生、またその逆に再生後すぐに記録という高速切替を要求されるが、従来の回路では、帯域の低い方の切替時定数が支配的になり、高速で、記録／再生の切替ができないという問題があった。
【００３３】
また、従来のＡＰＣ−ＰＤＩＣは、レーザ出射光量に対する、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ受光光量（モニタ量）を上げると、すなわち光路中のレーザビームパワーに対してモニタする光量を上げようとすると、ＳＮ良くモニタ信号が得られるが、対物出射パワー、すなわち記録パワーが不足し、逆に、モニタ量を下げると、レーザ光量モニタの十分な感度、十分なモニタ信号電圧が得られないため、ＳＮが悪くなってしまうという問題があった。
【００３４】
再生系のＳＮを上げるため、センサ面積を大きくすると、そのセンサ容量の関係で、周波数特性のピーキングを抑えるため、センサ容量とほぼ同等の位相補償コンデンサを必要とされ、この結果、周波数帯域は狭くなるが、再生系はこれで問題ない。しかしこの結果、記録時のモニタ周波数帯域が不足、減少してしまうという大きな欠点があった。この点が、再生系の仕様と記録系の仕様、この２つの仕様のバランスをとる必要性、バランスが重要であるという説明の意味である。
【００３５】
また、センサ面積を大きく、それに伴い位相補償コンデンサが大きくなると、チップサイズが大きくなり、ＩＣの単価が上がるという大きな欠点もある。
【００３６】
特許文献１おいては、
記録モードでは高速書き込みに対応し、再生（再生）モードでは良好な再生特性を得るための技術が開示されている。この文献では、書き込み（記録）モードと再生（再生）モードで、おのおの専用のトランスインピーダンスとその位相補償コンデンサを設け、スイッチでモードに応じて、切り替えたものである。
【００３７】
特許文献２は、特許文献１とほぼ同様の特許である。
【００３８】
特許文献３おいては、複数の電流増幅回路が電流加算された後、電流電圧変換回路により電圧変換及び増幅し出力される技術が開示されている。
【００３９】
特許文献４おいては、異なる波長に対応した複数の受光素子とその受光素子の出力を増幅する電流電圧変換回路を設け、それらを使用波長に応じてスイッチにて切り替える技術が開示されている。
【００４０】
特許文献５おいては、複数の受光素子とその受光素子の出力を増幅する電流電圧変換回路を設け、電流電圧変換回路のゲインボリューム抵抗を波長毎に設け、使用波長に応じてスイッチにて切り替える技術が開示されている。
【００４１】
特許文献６おいては、電子ボリュームとメモリを使用して受光回路のゲインを無段階に調整する技術が開示されている。
【００４２】
また、この文献のように、無断階で、ゲインが可変できれば、最も良いが、例えば、ノートパソコンで、ウルトラスリムでは、厚み４ｍｍの中にＡＰＣ−ＰＤＩＣ等を搭載する必要があり、このため、ＡＰＣ−ＰＤＩＣのパッケージには、高さ３ｍｍ以下のパッケージサイズが要求される。残念ながら、文献の方式では、複数のメモリ、電子ボリューム、デコーダの回路規模を考えると
現時点では、３ｍｍ×３ｍｍ程度のサイズのパッケージに、例えばΦ０．７ｍｍの受光セルと前述の回路すべてを搭載することは、限りなく不可能に近い。
【特許文献１】特開2003-187484公報
【特許文献２】特開2003-234623公報
【特許文献３】特開2003-23327公報
【特許文献４】特開2004-22051公報
【特許文献５】特開2004-342278公報
【特許文献６】特開2004-273033公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
上記したように、従来の技術では、ＡＰＣ−ＰＤＩＣの外付け部品として、ボリュームが必要であること、消費電力が大きいこと、受光セルが１つのため、記録時の特性と、再生時の特性のバランスを取ることが、非常に難しい、ことの問題が十分に解決されていない。
【００４４】
そこで本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、レーザの光量を正確にモニタし、光ディスクの高倍速記録化・高速記録化が安定して行え、かつ、安価で優れた、集積化受光素子回路及び光ディスク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】
【００４５】
この発明の一面では、レーザの発光量をモニタする受光素子回路において、受光素子ＰＤと、前記受光素子からの出力電流を増幅して出力する増幅回路Ｕ１と、前記増幅回路に接続され、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時と切替えられて動作する集積化された再生時用と記録時用のインピーダンスＶＲｒ，ＶＲｗと、前記再生時用のインピーダンスＶＲｒの値と，前記記録時用のインピーダンスＶＲｗの値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しており、さらに、前記増幅回路のゲインを再生時と記録時に切り替え制御するゲイン制御回路３５と、前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路３５に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子３９、４０とを有する。
【００４６】
また他の一面では、レーザの発光量をモニタする受光素子回路において、再生系の受光セルＰＤ−Ａと、記録系の受光セルＰＤ−Ｂを含む受光素子と、前記再生系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第１増幅回路Ｕ１と、前記記録系の受光セルからの出力電流を増幅して出力する第２増幅回路Ｕ２と、前記第１増幅回路Ｕ１のゲインを切替えできるように、前記第１増幅回路Ｕ１に接続され集積化された再生時用のインピーダンスＶＲＡ１と、前記第２増幅回路Ｕ２のゲインを切替えできるように、前記第２増幅回路Ｕ２に接続され集積化された記録時用のインピーダンスＶＲＡ２と、前記再生時用のインピーダンスＶＲＡ１の値と，前記記録時用のインピーダンスＶＲＡ２の値を、制御信号に基づいて、且つゲインモード６から２７のいずれかにより、それぞれ設定しているゲイン制御回路４３と、前記ゲインモード６から２７のいずれかを得るために、外部から前記ゲイン制御回路４３に対して、設定信号を与えるためのゲイン切替端子３９、４０と、を有する。
【発明の効果】
【００４７】
上記した手段により、この発明では、１．ボリューム、抵抗等、ＡＰＣ−ＰＤＩＣゲイン調整のための外付け部品が、不要になる、この結果、ＰＵＨに搭載しているフレキシブル基板の設計が容易になる。１）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の感度バラツキ、２）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の波長感度によるバラツキ、３）レーザの光量バラツキ、４）レーザの波長バラツキ、５）ＡＰＣ−ＰＤＩＣの位置のバラツキ、６）光学系の部品の透過率あるいは反射率のバラツキなど、これらのバラツキを補償するための外付けボリュームが不要になる。これらのバラツキは、ソフトウェア（ファームウェア）で対応できるようになり、製造の自動化が可能になる。この結果、製造時間の短縮、大幅な人件費削減になる。さらにこの結果、ピックアップのコストダウンに繋がる。また、調整要素であるボリュームがなくなったことで、ボリュームを配慮しなくても良いので、調整治具の設計が容易になる。
【００４８】
２．低消費電力化が可能になる。この結果、発熱を減らせる。この結果ドライブ内の温度上昇を抑えられる。熱対策が不要、及び発熱対策に開発費が不要になる。この結果、ノートパソコンに内蔵されている、スリム、ウルトラスリムドライブでは、電池寿命が延び、さらには、ドライブ自身の寿命が延び、信頼性が上がるという大きな効果がある。また、この結果、ピックアップヘッドに搭載しているフレキシブル基板の配線幅、フレキシブル基板からドライブ本体基板への電源、信号配線の配線幅を細くすることが出来る。
【００４９】
３．受光セルを２つにすれば、記録時の特性と、再生時の特性のバランスを取ることが容易になる。ここでは、再生系の受光セルと、記録系の受光セルを分けている。さらには、再生系の受光セルと、記録系の受光セルの受光面積を合理的に利用している。また再生系の受光セルと記録系の受光セルの出力を加算し、再生系の出力として使用している。これにより、感度特性はもちろんのこと、交流特性である周波数帯域、位相特性、スルーレート、群遅延特性等については、再生系、記録系それぞれで、最適化が可能になる。すなわち、再生系では、レーザパワーが小さいこと、周波数特性は１ＭＨｚ程度と低くて良いことから、受光セル面積を大きくすることにより、信号レベルを大きくＳＮを良くすることが可能になる。一方記録系では、再生系のおよそ１５０倍の非常に大きいレーザパワーが出射される。このため、高速パルスを広帯域で受光しなければならない。このことを考慮し、再生系の受光セルサイズに比べ記録系では小さい受光セルサイズにすることにより、高倍速記録、高速記録に対応することが可能になる。
【００５０】
以上のように、２つの受光セルを使用し、レーザ光量をモニタする方式では、再生系の仕様と記録系の仕様、この２つのバランスが非常にとりやすくなるという効果がある。受光セルサイズを感度特性、交流特性において最適化したことにより、再生レーザパワーと記録レーザパワーのレーザパワー比が１対１５０のような場合にもレーザパワーを正確に、リニアリティ良くモニタし、レーザパワーを安定にするためのＡＰＣ制御が容易に行うことが可能になる。この結果、光ディスクの高記録密度化、高倍速記録化が容易になる。
【００５１】
また、光ディスクでは、記録後すぐに再生、またその逆に再生後すぐに記録という高速切替を要求されるが、本発明のＡＰＣ−ＰＤＩＣを使用した回路では、帯域の低い方の時定数で切替スピードが遅くなるという大きな問題が全くなくなり、高速で記録／再生の切替が可能になるという非常に大きい効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。以下に示す説明は本発明の一実施例であって、本発明の装置及び方法を限定するものではない。
【００５３】
図１は本発明が適用される光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【００５４】
最初に、装置の動作概略について説明する。
【００５５】
光ディスク２は読出し専用の光ディスクあるいはユーザデータを記録可能な光ディスクである。光ディスク２はスピンドルモータ３によって回転駆動される。光ディスク２が取り付けられているスピンドルモータ３は、スピンドルモータ制御回路４により、再生データが安定に読み出せるように光ディスク２及びスピンドルモータ３の回転数を制御している。
【００５６】
光ディスク２に対する情報の記録、再生は、光ピックアップヘッド（以下ＰＵＨと記載）５によって行われる。ＰＵＨ５は、スレッドモータ６とギア７を介して連結されており、スレッドモータ６が回転することにより、ＰＵＨ５が光ディスク２の半径方向に移動する。このスレッドモータ６はスレッドモータ制御回路８により制御される。
【００５７】
スレッドモータ制御回路８には、ＣＰＵ９からＰＵＨ５のシーク先アドレスが入力され、このアドレスに基づいてスレッドモータ制御回路８はスレッドモータ６を制御する。
【００５８】
ＰＵＨ５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ１０が設けられる。対物レンズ１０はフォーカス駆動コイル１１の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、又トラッキング駆動コイル１２の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。
【００５９】
レーザ光は、レーザ制御回路１３内のレーザ駆動回路１４により、半導体レーザ１５から発せられる。半導体レーザ１５から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ１６、ハーフプリズム１７、対物レンズ１０を介して光ディスク２上に照射される。その一方でハーフプリズム１７を透過するレーザ光を、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８で電気信号に変換して、レーザ駆動回路１４に出力する。ＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８はいわゆるフロントモニタである。従ってレーザ駆動回路１４は半導体レーザ１５から発せられるレーザ光の光量を、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８でモニタし、常にＣＰＵ９に指令された光量が出るように制御している。
【００６０】
光ディスク２からの反射光は、対物レンズ１０、ハーフプリズム１７、集光レンズ１９、及びシリンドリカルレンズ２０を介して、ＰＤＩＣ１に導かれる。
【００６１】
ＰＤＩＣ１は、例えば４分割の光検出セルから成り、分割された各光検出セルの検知信号はＲＦアンプ２１に出力される。ＲＦアンプ２１は光検知セルからの信号を合成し、フォーカシング用検知信号ＦＥ、トラッキング用検出信号ＴＥ、全加算信号ＲＦを出力する。
【００６２】
フォーカシング制御回路２２は前述のフォーカシング用検知信号ＦＥに基づいて、フォーカス制御信号ＦＣを生成する。フォーカス制御信号ＦＣはフォーカシング方向に対物レンズ１０を移動するフォーカス駆動コイル１１に供給され、レーザ光が光ディスク２の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボが行われる。
【００６３】
トラッキング制御回路２３はトラッキング用検知信号ＴＥに基づいてトラッキング制御信号ＴＣを生成する。トラッキング制御信号ＴＣはトラッキング方向に対物レンズ１０を移動する駆動コイル１２に供給され、レーザ光が光ディスク２上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボが行われる。上記トラッキング制御回路２３によって対物レンズ１０が制御されているとき、スレッドモータ制御回路８により、対物レンズ１０がＰＵＨ５内の所定位置近傍に位置するようスレッドモータ６つまりＰＵＨ５が制御される。
【００６４】
チルトセンサ２４は光ディスク２にチルト検出用光ビームを照射し、その反射光をＰＳＤ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）により受光し、ディスク２のチルトを検出する。チルトセンサ２４の検知出力すなわちディスクチルト検知信号ＤＴＤはチルト制御回路２５に供給される。
【００６５】
チルト制御回路２５はディスクチルト検出信号ＤＴＤに基づいて、ディスクチルト制御信号ＤＴＣを生成する。ディスクチルト制御信号ＤＴＣはチルト駆動コイル２６に供給され、対物レンズ１０がディスク２に対してチルトが０になるようにその傾きが制御される。
【００６６】
上記フォーカスサーボ、トラッキングサーボ及びチルト制御がなされることで、ＰＤＩＣ１の４つの光受光セルの出力を全加算した信号「ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ」、すなわち加算信号ＲＦには、光ディスク２のトラック上に形成されたピットなどからの反射光の変化が反映される。このＲＦ信号は、データ再生回路２７に供給される。データ再生回路２７は、ＰＬＬ回路２８からの再生用クロック信号に基づき、ＰＲＭＬ方式処理により情報を復号する。
【００６７】
復号された情報信号は、バス２８を介して、ＣＰＵ９の指令で、ＲＡＭ２９を使用して、エラー訂正回路３１により、エラー訂正される。その後情報信号は、インターフェース回路３２から一般的なＡＴＡＰＩインターフェースにより、ドライブ外部のホスト回路３３へ送られる。
【００６８】
スピンドルモータ制御回路４、スレッドモータ制御回路８、レーザ制御回路１３、ＰＬＬ制御回路２８、データ再生回路２７、フォーカス制御回路２２、トラッキング制御回路２３、エラー訂正回路３１、ＲＡＭ２９、ＲＯＭ３０は、バス２８を介してＣＰＵ９によって制御される。ＣＰＵ９はインターフェース回路３２を介してホスト装置３３から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。又ＣＰＵ９は、ＲＡＭ２９を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ３０に記録されたプログラムに従って所定の動作を行う。
【００６９】
これまでは、ディスク２に記録された情報信号の再生について説明したが、情報信号の記録について簡単に説明する。
【００７０】
ドライブ外部のホスト回路３３から、ＡＴＡＰＩインターフェースで送られてくる情報信号は、インターフェース回路３２を介して、バス２８に送られ、エラー訂正回路３１、ＲＡＭ２９を使用してエラー訂正用信号、ヘッダー等の付加情報が、情報信号に付加され、記録信号になる。この記録信号は、レーザ制御回路１３内の変調回路３４で８−１６変調し、変調された情報信号はレーザ駆動回路１４により、半導体レーザ１５から、光に変換されて出力される。光出力された記録信号は、コリメータレンズ１６、ハーフプリズム１７、対物レンズ１０を介して光ディスク２上に照射され、光強度に応じた記録信号が記録される。記録信号の再生については、前述した通りなので省略する。
【００７１】
ここで、以下の説明の中で、「再生レーザパワー」、「記録レーザパワー」という言葉の定義は、正確には、対物レンズから「再生レーザパワー」、あるいは「記録レーザパワー」を発生させているレーザ出力のことであり、ディスクから反射して戻ってくる再生信号あるいは記録信号を含んでいるレーザビームのことではないので、注意を要する。
【００７２】
図２は、図１の実施の形態で使用されたＡＰＣ−ＰＤＩＣ内の受光セルＰＤのパターンの一実施例を示したものである。ハッチング部が受光セルである。この場合の受光セルは、１個の場合である。一般的には、丸形状で、サイズとしては０．４ｍｍ〜１ｍｍの間で、Φ０．７ｍｍが多い。
【００７３】
図３は、この実施の形態の回路ブロック図である。半導体基板上に形成された受光セルＰＤの出力は、電流電圧変換回路であるＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子に供給される。ＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子と、出力端子との間には、トランスインピーダンスＶＲｒとスイッチＳＷ１の直列回路、トランスインピーダンスＶＲｗとスイッチＳＷ２の直列回路、が並列に接続されている。ＴＩＡ回路Ｕ１の正極性入力端子には、基準電圧入力端子３７から基準電圧が供給される。ＴＩＡ回路Ｕ１の出力は、出力端子（ＯＵＴ）３６に導出される。
【００７４】
再生／記録ゲイン制御回路３５は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を制御することができる。再生／記録ゲイン制御回路３５に対しては、Ｒ／Ｗ切替端子３８、第１ゲイン切替端子３９、第２ゲイン切替端子４０から制御信号が与えられている。
【００７５】
再生時は、スイッチＳＷ１をオン（ＯＮ）、スイッチＳＷ２をオフ（ＯＦＦ）にする制御信号がＲ／Ｗ切替端子３８に入力する。再生時、受光素子ＰＤの出力電流は、ＴＩＡ回路Ｕ１により電流電圧変換され、ＯＵＴ３６から出力され、再生動作をしているレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。この時、スイッチＳＷ１がＯＮになっているので、再生時のトランスインピーダンスはＶＲｒが使用される。ゲインについては、後ほど詳述する。
【００７６】
記録時は、スイッチＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＮにする制御信号がＲ／Ｗ切替端子３８に入力する。記録時、受光素子ＰＤの出力電流は、ＴＩＡ回路Ｕ１により、電流電圧変換され、ＯＵＴ３６から出力され、記録動作をしているレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。この時、スイッチＳＷ２がＯＮになっているので、記録時のトランスインピーダンスはＶＲｗが使用される。
【００７７】
この受光回路のゲインは、トランスインピーダンスＶＲｒ、ＶＲｗとも、Ｒ／Ｗ切替端子３８、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０に入力される制御信号により、再生／記録ゲイン制御回路３５を経由して、制御される。Ｒ／Ｗ切替端子３８が、２ステート、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０が各々３ステートで制御が出来るとすると、下記のように、多段階のゲインモード設定が可能になる。
【００７８】
３ステート×３ステート×２ステート＝１８ゲインモード
この１８ゲインモードのうち、再生９ゲインモードをＶＲｒに、記録９ゲインモードをＶＲｗに持たせている。ゲインモードは、ゲインモード６から２７のいずれかを設定することができる。このゲインモードについては、後ほど図２１にて詳述する。
【００７９】
トランスインピーダンスＶＲｒ、ＶＲｗはボリューム的な記載になっているが、実際には固定抵抗を切り替えてゲインを段階的に切り替えている。その具体的な回路は後ほど図２０、図２１で説明する。
【００８０】
基準電圧は、基準電圧入力端子３７に、レーザ駆動回路１４内部の基準電圧発生回路（図示せず）から送られ入力され、ＴＩＡ回路Ｕ１へ供給される。ＴＩＡ回路Ｕ１は、受光素子ＰＤの逆バイアス供給も兼ねる。
【００８１】
図４は、受光セルパターンの他の例である。再生用の受光セルはＰＤ−Ａ、記録用の受光セルはＰＤ−Ｂとしている。四角の再生用受光セルＰＤ−Ａの中心位置に丸穴があり、ここに記録用受光セルＰＤ−Ｂが形成されている。
【００８２】
図５は、図４の受光素子を用いた受光素子回路（ＡＰＣ−ＰＤＩＣ）１８の回路構成を示している。
【００８３】
再生時、再生用受光セルＰＤ−Ａの出力は、ＴＩＡ回路Ｕ１に入力し、電流電圧変換され、出力端子（ＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子）４１から出力される。ＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４１の出力は、再生動作をしている後段のレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。
【００８４】
記録時、記録用受光セルＰＤ−Ｂの出力は、ＴＩＡ回路Ｕ２に入力し、電流電圧変換され、出力端子（ＷＲＩＴＥ−ＯＵＴ端子）４２から出力される。出力端子４２の出力は、記録動作をしているレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。
【００８５】
ＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子と出力端子間には、インピーダンスＶＲＡ１と、容量Ｃｆ１の並列回路が接続されている。インピーダンスＶＲＡ１は、ゲイン制御回路４３からの制御信号により可変される。これによりＴＩＡ回路Ｕ１のゲインが制御される。
【００８６】
ＴＩＡ回路Ｕ２の負極性入力端子と出力端子間には、インピーダンスＶＲＡ２と、容量Ｃｆ２の並列回路が接続されている。インピーダンスＶＲＡ２は、ゲイン制御回路４３からの制御信号により可変される。これによりＴＩＡ回路Ｕ２のゲインが制御される。
【００８７】
ＴＩＡ回路Ｕ１とＴＩＡ回路Ｕ２の正極性入力端子には、基準電圧入力端子３７から基準電圧が供給されている。基準電圧は、基準電圧入力端子３７に、レーザ駆動回路１４内部の基準電圧発生回路（図示せず）から送られ入力されている。ＴＡＩ回路Ｕ１、Ｕ２は、受光セルＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂの逆バイアス供給も兼ねている。
【００８８】
ゲイン制御回路４３もＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に構成されている。第１ゲイン切替端子３９、第２ゲイン切替端子４０に入力される制御信号により、ゲイン制御回路４３の出力制御信号が決まり、ＴＩＡ回路Ｕ１，Ｕ２のゲインが制御される。
【００８９】
ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０が各々３ステートで制御が出来るとすると、下記のように、多段階のゲインモード設定が可能になる。
【００９０】
３ステート×３ステート＝９ゲインモード
この９ゲインモードは、記録／再生各々９ゲインモードがＶＲＡ１とＶＲＡ２に持たせることができる。ゲインモードは、ゲインモード６から２７のいずれかを設定することができる。このゲインモードについては、後ほど図２１にて詳述する。
【００９１】
インピーダンスＶＲＡ１、ＶＲＡ２はボリューム的な記載になっているが、実際には複数の固定抵抗の接続及び組み合わせが切り替えられる。これによりゲインが段階的に切り替えできる。その具体的な回路は後ほど図２０、図２１で説明する。
【００９２】
図６は、この発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図５の実施の形態のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、信号出力するためのバッファあるいは信号増幅をあるいはその両方を兼ねた増幅回路Ｕ３、Ｕ４を内蔵した実施例である。理解が容易なように、図５と同じ機能の部分については同一番号を使用した。ゲイン制御については、図５の実施の形態と同じである。即ち、ＴＩＡ回路Ｕ１の出力は、増幅回路Ｕ３の負極性入力端子に接続され、増幅回路Ｕ３の出力がＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４１に導出される。またＴＩＡ回路Ｕ２の出力は、増幅回路Ｕ４の負極性入力端子に接続され、増幅回路Ｕ４の出力がＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４２に導出される。増幅回路Ｕ３，Ｕ４の正極性入力端子には、基準電圧入力端子３７からの基準電圧が供給されている。
【００９３】
図７は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図６の実施の形態のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、受光セルＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂの電流出力をそれぞれ電流増幅するための電流アンプＵ５、Ｕ６を内蔵した実施例である。理解が容易なように、図６と同じ機能の部分については同一番号を使用した。ゲイン制御については、図５の実施の形態と同じである。
【００９４】
図８は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図６の実施の形態に、再生時に電流加算するためのスイッチＳＷ３を付加したものである。従ってゲイン制御については、図６と同様なので説明は省略する。即ちスイッチＳＷ３は、受光セルＰＤ−Ａ，ＰＤ−Ｂの出力を加算することができる。
【００９５】
この実施の形態では、再生時、スイッチＳＷ３をオンする信号をＲ／Ｗ切替端子３８から入力し、再生／記録ゲイン制御回路３５を経由して、スイッチＳＷ３を制御する。そして受光セルＰＤ−ＡとＰＤ−Ｂの両方からの出力電流を、スイッチＳＷ３により合成し、ＴＩＡ回路Ｕ１に供給する。ＴＩＡ回路Ｕ１では、入力電流を電流電圧変換し、ＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４１から出力する。この出力信号は、再生動作をしている後段のレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。
【００９６】
記録時は、スイッチＳＷ３をオフする信号をＲ／Ｗ切替端子３８から入力し、再生／記録ゲイン制御回路３５を経由して、スイッチＳＷ３を制御する。そして受光セルＰＤ−Ｂからの出力電流を、ＴＩＡ回路Ｕ２により、電流電圧変換し、ＷＲＩＴＥ−ＯＵＴ端子４２に出力する。この出力は、記録動作をしている後段のレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路（図示せず）に伝送される。
【００９７】
基準電圧は、基準電圧入力端子３７に、レーザ駆動回路１４内部の基準電圧発生回路（図示せず）から送られ入力され、ＴＩＡ回路Ｕ１、Ｕ２へ供給される。ＴＩＡ回路Ｕ１、Ｕ２は受光セルＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂの逆バイアス供給も兼ねている。
【００９８】
図９は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図５のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、スイッチＳＷ４を内蔵し、出力端子（ＯＵＴ）３６の出力信号ラインを再生と記録で共有した実施例である。すなあち、ＴＩＡ回路Ｕ１とＵ２の出力は、スイッチＳＷ４の一方と他方の入力端子に供給される。スイッチＳＷ４は、制御信号に応じていずれか一方の入力端子の信号を選択して、出力端子３６に出力する。
【００９９】
スイッチＳＷ４を制御するための制御信号は、Ｒ／Ｗ切替端子３８から入力される。制御信号は、再生／記録ゲイン制御回路３５を経由して、スイッチＳＷ４を制御する。再生時は、スイッチＳＷ４がＴＩＡ回路Ｕ１の出力を選択する制御信号がＲ／Ｗ切替端子３８に入力される。記録時は、スイッチＳＷ４がＴＩＡ回路Ｕ２の出力を選択する制御信号がＲ／Ｗ切替端子３８から入力される。その他の回路動作、ゲイン制御については、図５の実施例と同じである。
【０１００】
図１０は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図９のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、増幅回路Ｕ３を設けている。即ちスイッチＳＷ４の出力が、増幅回路Ｕ３の負極性入力端子に供給され、この増幅回路Ｕ３の差動出力端子（ＯＵＴ−Ｐ端子，ＯＵＴ−Ｎ端子）４４，４５が設けられている。つまり増幅回路Ｕ３で、信号をバッファあるいは増幅し、シングルエンド−差動変換し、増幅回路Ｕ３から差動出力をＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に出力することができる。そして、出力信号ラインを再生と記録で共有した実施例である。増幅回路Ｕ３の正極性入力端子には、基準電圧入力端子３７からの基準電圧が供給されている。その他の機能及び回路動作、ゲイン制御などについては、図５の実施例と同じである。
【０１０１】
図１１は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図９のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、加算回路ＡＤＤ１を追加した構成である。即ち、ＴＩＡ回路Ｕ１の出力とＴＩＡ回路Ｕ２の出力とを加算回路ＡＤＤ１で加算し、スイッチＳＷ４の一方の入力端子に供給する構成である。
【０１０２】
再生時は、スイッチＳＷ４が加算回路ＡＤＤ１の出力を選択するように制御する。再生時、受光セルＰＤ−Ａの出力は、ＴＩＡ回路Ｕ１により、電流電圧変換される。同時に、受光セルＰＤ−Ｂの出力もＴＩＡ回路Ｕ２により、電流電圧変換される。そしてＴＩＡ回路Ｕ１、Ｕ２からの出力は加算回路ＡＤＤ１で加算され、再生信号としてスイッチＳＷ４経由して、ＯＵＴ端子３６に導出される。この出力は、再生動作をしているレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路に伝送される。
【０１０３】
記録時はスイッチＳＷ４がＴＩＡ回路Ｕ２の出力を選択するように制御される。記録時は、受光セルＰＤ−Ｂから記録情報信号に対応した電流が出力され、ＴＩＡ回路Ｕ２により、電流電圧変換して出力する。その出力は、スイッチＳＷ４、ＯＵＴ端子３６を経由して、記録動作をしているレーザ駆動回路内部のＡＰＣ系回路に伝送される。
【０１０４】
その他の回路動作、機能、ゲイン制御などについては、図５の実施形態と同じである。
【０１０５】
図１２は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図１１のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８のスイッチＳＷ４を削除し、増幅回路Ｕ３，Ｕ４を設けた例である。即ち、加算回路ＡＤＤ１の出力端子が増幅回路Ｕ３の負極性入力端子に接続され、ＴＡＩ回路Ｕ２の出力端子が増幅回路Ｕ４の負極性入力端子に接続されている。増幅回路Ｕ３，Ｕ４の正極性入力端子には、基準電圧入力端子３７からの基準電圧が供給されている。増幅回路Ｕ３，Ｕ４の出力は、それぞれＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４１、ＷＲＩＴＥ−ＯＵＴ端子４２から出力される。
【０１０６】
図１１の実施形態との差異は、出力信号ラインを共用していないことである。再生時、加算回路ＡＤＤ１の出力が、増幅回路Ｕ３、ＲＥＡＤ−ＯＵＴ端子４１を経由して、再生動作をしているレーザ駆動回路１４内部のＡＰＣ系回路に伝送される。記録時は、ＴＩＡ回路Ｕ２の出力が、増幅回路Ｕ４、ＷＲＩＴＥ−ＯＵＴ端子４２を経由して、記録動作をしているレーザ駆動回路内部のＡＰＣ系回路に伝送される。
【０１０７】
その他の回路動作、機能、ゲイン制御などについては、図５の実施の形態と同じである。
【０１０８】
図１３は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図１１のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８内に、増幅回路Ｕ３を付加している。増幅回路Ｕ３は、スイッチＳＷ４の出力をバッファあるいは増幅し、シングルエンド−差動変換している。増幅回路Ｕ３からの差動出力はＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５を経由して出力される。これにより、出力信号ラインが再生と記録で共有した実施例である。その他の回路動作、機能、ゲイン制御などについては、図１１の実施の形態と同じである。
【０１０９】
図５〜図１３の実施の形態の説明、及び図４の受光セルのパターンからわかるように、再生用と記録用で各々最適な受光セルサイズを選択できるようになった。
【０１１０】
一般的に、レーザの光量を一定にするための、フロントモニタ方式でのＡＰＣは、レーザの出射光量の１％〜０．１％の光量を、ＡＰＣ−ＰＤＩＣに割り振っている。特に、再生用は、レーザパワーが小さく、使用帯域が狭い。従って、受光セル出力を増幅するアンプゲインがあまり大きくならないように、受光面積を大きくとる必要がある。出力オフセット、温度ドリフト等の特性が悪くなるからである。
【０１１１】
受光面積を大きくすると、その面積に対応し容量が大きくなるために、自然に回路の周波数帯域は減少する。再生用はこのような仕様なので、全く問題なく好適した受光セルとすることができる。
【０１１２】
一方、記録用は、再生用と同じような面積にするわけにはいかない。高倍速記録に対応して、全体の周波数特性を広帯域にし、高速な記録信号を歪なく検出して、レーザ駆動回路に帰還する必要があるからである。このため、再生と同様に大きな面積にすると、その容量分帯域は自然に落ちるので、問題である。
【０１１３】
しかし本発明では、従来のように受光セルは１つではなく、２つであり、再生と記録とで、別々にサイズを決定できる大きな特長がある。そこで記録用の受光セルは、容量が小さくなる小面積の受光セルとし、この結果、広帯域の周波数特性を持たせることができる。さらに記録のレーザパワーは再生のレーザパワーよりも、１０倍〜１５０倍大きいパワーなので、受光面積が減少しても全く問題ない。
【０１１４】
図１４は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。これまで説明してきた実施の形態では、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８の基準電圧の供給をＡＰＣ−ＰＤＩＣ外部から行ってきたが、図１４の実施例では、ＡＰＣ−ＰＤＩＣ１４内部に、基準電圧発生回路Ｖｒｅｆを設けたものである。ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の温度上昇、周辺の温度上昇が発生しても、安定な出力が得られる。その他の回路動作、機能及びゲイン制御などについては、図１３の実施の形態と同じである。
【０１１５】
図１５は、さらにまたこの発明の他の実施の形態である。この実施の形態は、図１４のＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８の基準電圧発生回路Ｖｒｅｆを内部供給と、外部供給の両方に対応可能な回路としたものである。スイッチＶＲＥＦ−ＳＷをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、内部供給と外部供給を切り替えることができる。
【０１１６】
基準電圧を内部供給とする場合は、基準電圧制御端子４７にスイッチＶＲＥＦ−ＳＷをＯＮする制御信号を入力する。スイッチＶＲＥＦ−ＳＷがＯＮすると、基準電圧発生回路Ｖｒｅｆから基準電圧が出力され、一方は、ＴＩＡ回路Ｕ１、Ｕ２、増幅回路Ｕ３の基準電圧として供給される。他方、基準電圧入出力端子４６からも、基準電圧発生回路ＶＲＥＦからの基準電圧が出力される。
【０１１７】
基準電圧入出力端子４６から出力された基準電圧は、後段のレーザ駆動回路及びレーザ駆動回路内部の基準電圧として使用される。
【０１１８】
基準電圧を外部供給とする場合は、基準電圧制御端子４７にスイッチＶＲＥＦ−ＳＷをＯＦＦする制御信号を入力し、基準電圧入出力端子４６に、例えばレーザ駆動回路内部の基準電圧発生回路から送られる基準電圧を入力する。基準電圧入出力端子４６に、入力された基準電圧は、ＴＩＡ回路Ｕ１、Ｕ２、増幅回路Ｕ３の基準電圧として供給される。
【０１１９】
これまでの実施例では、受光セルから出力される情報信号電流の電流電圧変換に、電流電圧変換回路（ＴＩＡ）を使用していたが、これとは別の実施例について説明する。
【０１２０】
図１６は、受光セルＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂの電流出力を、電流アンプＵ５，Ｕ６によって電流増幅する回路の実施例である。
【０１２１】
受光セルＰＤ−Ａの電流出力は、電流アンプＵ５により電流増幅され、受光セルＰＤ−Ｂの電流出力は、電流アンプＵ６により電流増幅される。電流アンプＵ５の出力と電流アンプＵ６の出力は、電流加算回路ＡＤＤ１により電流加算され、スイッチＳＷ５の一方に供給される。スイッチＳＷ５は、電流加算回路ＡＤＤ１の出力又は、電流アンプＵ６の出力のいずれか一方を選択して、その出力をＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子に供給する。
【０１２２】
ＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子と出力端子間には、インピーダンスＶＲＡ１が接続され、ＴＩＡ回路Ｕ１のゲインが可変できる。
【０１２３】
ＴＩＡ回路Ｕ１により、電流電圧変換された出力は、増幅回路Ｕ３に供給される。増幅回路Ｕ３は、電圧に変換された出力を、バッファ或いは増幅し、シングルエンド−差動出力変換して、ＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に各々出力する。
【０１２４】
この実施例では、再生と記録で、増幅回路Ｕ３からの差動出力を端子４４、４５の出力信号ラインで共有した実施例である。
【０１２５】
基準電圧は、図１５の例と同様な動作している。例えば外部供給の場合は、基準電圧制御端子４７にＶＲＥＦ−ＳＷをＯＦＦする制御信号を入力し、基準電圧入出力端子４６に、例えばレーザ駆動回路内部の基準電圧発生回路から送られる基準電圧を入力する。基準電圧入出力端子４６に、入力された基準電圧は、ＴＩＡ回路Ｕ１、増幅回路Ｕ３の基準電圧として供給される。
【０１２６】
再生、記録動作について説明する。再生時は、スイッチＳＷ５が加算回路ＡＤＤ１の出力を選択するように制御される。
【０１２７】
再生時、受光セルＰＤ−Ａの電流出力は、電流アンプＵ５により電流増幅され、受光セルＰＤ−Ｂの電流出力は、電流アンプＵ６により電流増幅される。電流アンプＵ５、Ｕ６の出力は、電流加算回路ＡＤＤ１により電流加算され、スイッチＳＷ５を介してＴＩＡ回路Ｕ１に入力される。ＴＩＡ回路Ｕ１からの電流電圧変換出力は、増幅回路Ｕ３へ供給される。増幅回路Ｕ３はその入力を、バッファ或いは増幅して、シングルエンド−差動出力変換して、ＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に各々出力する。
【０１２８】
ＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に各々出力された信号は、再生動作をしているレーザ駆動回路内部のＡＰＣ系回路に伝送される。
【０１２９】
記録時は、スイッチＳＷ５が電流アンプＵ６の出力を選択するように切替られる。記録時、受光セルＰＤ−Ｂからの電流出力は、電流アンプＵ６により電流増幅される。スイッチＳＷ５を経由した電流出力は、ＴＩＡ回路Ｕ１により、電流電圧変換されて、その出力電圧が増幅回路Ｕ３へ供給される。増幅回路Ｕ３はその入力を、バッファ或いは増幅して、シングルエンド−差動出力変換して、ＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に各々出力する。ＯＵＴ−Ｐ端子４４、ＯＵＴ−Ｎ端子４５に各々出力された信号は、記録動作をしているレーザ駆動回路内部のＡＰＣ系回路に伝送される。
【０１３０】
上記したＡＰＣ−ＰＤＩＣ１８のゲインは、電流アンプＵ５と電流アンプＵ６により固定値で電流増幅される分と、ＴＩＡ回路Ｕ１による固定ゲインの２種類で所望のゲインを得る。電流アンプＵ５、Ｕ６のゲイン、およびＴＩＡ回路Ｕ１のゲインは、再生／記録ゲイン制御回路３５からの制御信号により、設定される。再生／記録ゲイン制御回路３５は、ゲイン切替端子３９、４０に与えられるゲインモード制御信号に応答して、制御信号を出力している。
【０１３１】
この実施例でのゲインモードは、
Ｒ／Ｗ切替端子３８が、２ステート、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０が各々３ステートで制御が出来るとすると、下記のように、多段階のゲインモード設定が可能になる。
【０１３２】
３ステート×３ステート×２ステート＝１８ゲインモード
この１８ゲインモードのうち、再生９ゲインモードを電流アンプＵ５とインピーダンスＶＲＡ１に、記録９ゲインモードを電流アンプＵ６とインピーダンスＶＲＡ１に持たせている。ゲインモードは、ゲインモード６から２７のいずれかを設定することができる。このゲインモードについては、後ほど図２１にて詳述する。
【０１３３】
インピーダンスＶＲＡ１はボリューム的な記載になっているが、実際には複数の固定抵抗を切り替え選択及び組み合わせてゲインを段階的に切り替えられるようになっている。その具体的な回路は後ほど図２０、図２１で説明する。
【０１３４】
尚、図１６の例では、電流アンプＵ５、Ｕ６にもゲインモードを割り振ったが、ＴＩＡ回路Ｕ１にすべてのゲインモードを設定しても良い。
【０１３５】
図１７に、電流増幅回路の一実施例を示す。この実施例では、電流増幅回路に、カレントミラー回路を示した。簡単に動作を説明する。カレントミラー回路は、トランジスタのバイアス回路や能動負荷などとして広く用いられている。カレントミラー回路は、あるリファレンス電流を流しておき、そのリファレンス電流に比例する出力電流を得る回路である（リファレンス電流＝出力電流として使用する場合が多い）。図１７は、カレントミラー回路の基本構成である。同図において、２つのｐｎｐトランジスタＱ１，Ｑ２の特性は、説明を簡単にするために、等しいとする。トランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタには電圧Ｖccが印加されている。また、トランジスタＱ１のベースとコレクタとは短絡され、そのトランジスタＱ１のコレクタは、参照電流Ｉｒｅｆを流す電流源を介して接地されている。さらに、トランジスタＱ１，Ｑ２の各ベースは互いに接続されている。このカレントミラー回路において、トランジスタＱ１はそのベースとコレクタとが短絡しているためダイオードとして動作し、トランジスタＱ１に参照電流Ｉｒｅｆが流れる。このとき、トランジスタＱ１，Ｑ２の特性は等しく、かつそれらベース・エミッタ間に印加される電圧は等しいので、トランジスタＱ２には、トランジスタＱ１に流れる参照電流Ｉｒｅｆと等しい大きさの電流（出力電流Ｉｏｕｔ）が流れる。
【０１３６】
以上、カレントミラー回路について説明したが、回路構成、消費電力、その他の仕様を考慮して、同様の機能、性能が得られる他の回路方式を使用できることは、同業者であれば容易に類推できるところである。
【０１３７】
図１８に、図１７で説明したカレントミラー回路を使用した実施例を示す。図１６の回路がベースになっている。トランジスタＱ１−Ｑ３，スイッチＳＷ６が電流アンプＵ５に対応し、トランジスタＱ４−Ｑ８，スイッチＳＷ７、ＳＷ８が電流アンプＵ６に対応する。
【０１３８】
前述したように、再生は記録時のように、広帯域を必要としないこと、再生時のレーザパワーは小さいので、再生側であるＱ１と（Ｑ２、Ｑ３）の電流比は大きくとる。また、最終的には電流加算されるＱ４と、（Ｑ７、Ｑ８）の電流比も大きくとる。Ｑ２或いはＱ３出力電流とＱ７或いはＱ８の出力がスイッチＳＷ５の手前の入力で合成される。つまり再生時には、（加算出力＝Ｑ２出力＋Ｑ７出力）又は（加算出力＝Ｑ３出力＋Ｑ８出力）がスイッチＳＷ５を介して出力される。
【０１３９】
一方記録時は、広帯域を必要とし、記録時のレーザパワーは大きいので、記録側であるＱ４、（Ｑ５、Ｑ６）の電流比は小さくとる。そして前述の図１７の例と、記録時は、Ｑ５出力又はＱ６出力がスイッチＳＷ５を介して出力される。
【０１４０】
尚、スイッチＳＷ６とＳＷ７のみ、連動している。例えば電流加算は、Ｑ２出力＋Ｑ７出力、或いはＱ３出力＋Ｑ８出力のどちらかの加算出力を、スイッチＳＷ６とＳＷ７で選択する。
【０１４１】
その他の動作は、先の図１６の実施の形態と同じである。この実施例でのゲインモードは、Ｒ／Ｗ切替端子３８が、２ステート、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０が各々３ステートで制御が出来るとすると、下記のように、多段階のゲインモード設定が可能になる。
【０１４２】
３ステート×３ステート×２ステート＝１８ゲインモード
この実施例では、ＴＩＡ回路Ｕ１側で９モードとすると、電流増幅側に２ゲインモードあるので、全部で、１８ゲインモードが可能である。
【０１４３】
この１８ゲインモードのうち、再生１８ゲインモードをＱ２、Ｑ３とＶＲＡ１で受け持ち、記録１８ゲインモードをＱ５、Ｑ６とＶＲＡ１で受け持つことが可能である。
【０１４４】
インピーダンスＶＲＡ１はボリューム的な記載になっているが、実際には固定抵抗を切り替えてゲインを段階的に切り替えている。その具体的な回路は後ほど図２０、図２１で説明する。
【０１４５】
尚、図１８の例では、電流アンプＵ５に相当するトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３側と、電流アンプＵ６に相当するトランジスタＱ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８側にもゲインモードを割り振ったが、ＴＩＡ回路Ｕ１にすべてのゲインモードを設定しても良い。
【０１４６】
図１９は、図１４の実施の形態のゲイン調整部であるＶＲＡ１とＶＲＡ２を具体化したものである。初段のＴＩＡ回路Ｕ１とＵ２に、ゲイン設定となるトランスインピーダンスを各々９回路分設けている。即ち、抵抗とスイッチの直列回路が、ＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子と出力端子間に９個並列に接続されている。抵抗はＲｒ１−Ｒｒ９、スイッチはＳＷｒ１−ＳＷｒ９の符号を付している。同様に、抵抗とスイッチの直列回路が、ＴＩＡ回路Ｕ２の負極性入力端子と出力端子間にも９個並列に接続されている。抵抗はＲｗ１−Ｒｗ９、スイッチはＳＷｗ１−ＳＷｗ９の符号を付している。
【０１４７】
この実施の形態でのゲインモードは、Ｒ／Ｗ切替端子３８が、２ステート、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０が各々３ステートで制御が出来るとすると、下記のように、多段階のゲインモード設定が可能になる。
【０１４８】
３ステート×３ステート×２ステート＝１８ゲインモード
この１８ゲインモードのうち、再生９ゲインモードをＲｒ１〜Ｒｒ９に、記録９ゲインモードをＲｗ１〜Ｒｗ９に持たせた。これらのゲイン、トランスインピーダンスをＳＷｒ１〜ＳＷｒ９と、ＳＷｗ１〜ＳＷｗ９で切り替えて使用する。ＳＷｒ１〜ＳＷｒ９と、ＳＷｗ１〜ＳＷｗ９を選択及び組み合わせることによるゲインモード制御と、ＳＷ４の再生／記録の制御は、Ｒ／Ｗ切替端子３８、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０に入力される制御信号により、再生／記録ゲイン制御回路３５を経由して行われる。再生／記録ゲイン制御回路３５の内部回路は、主に３ステート入力を検知する入力ロジック回路４９と、前述のスイッチＳＷｒとＳＷｗをＯＮ／ＯＦＦ制御するゲイン制御デコーダ回路４８から構成される。その他の回路の動作は、図１４と同様なので省略する。
【０１４９】
図２０は、図１９の実施の形態の変形例である。ベースとなる回路は図１４である。ＴＩＡ回路Ｕ１の負極性入力端子と出力端子間に、トランスインピーダンスＲｒが、１個、２個、４個、８個直列に接続されている。そして、
１個のＲｒに対して電子スイッチＳＷｒ１、２個のＲｒに対してスイッチＳＷｒ２、４個のＲｒに対してスイッチＳＷｒ３、８個のＲｒに対してスイッチＳＷｒ４がそれぞれ並列に接続されている。電子スイッチＳＷｒ１、ＳＷｒ２、ＳＷｒ３、ＳＷｒ４は直列接続されている。
【０１５０】
同様にＴＩＡ回路Ｕ２の負極性入力端子と出力端子間に、トランスインピーダンスＲｗが、１個、２個、４個、８個直列に接続されている。そして、１個のＲｗに対して電子スイッチＳＷｗ１、２個のＲｗに対してスイッチＳＷｗ２、４個のＲｗに対してスイッチＳＷｗ３、８個のＲｗに対してスイッチＳＷｗ４がそれぞれ並列に接続されている。電子スイッチＳＷｗ１、ＳＷｗ２、ＳＷｗ３、ＳＷｗ４は直列接続されている。
【０１５１】
電子スイッチＳＷｒ１、ＳＷｒ２、ＳＷｒ３、ＳＷｒ４、電子スイッチＳＷｗ１、ＳＷｗ２、ＳＷｗ３、ＳＷｗ４のオンオフの選択及び組み合わせにより、ＴＩＡ回路Ｕ１，ＴＩＡ回路Ｕ２のゲインを種々設定することが可能となる。
【０１５２】
各々、同じトランスインピーダンス（抵抗）を各複数個、並べて使用しているので、ＩＣの大きな特長である所謂、「抵抗間のペア性」がとれているため、相対ゲインは非常に合わせやすい、合い易いという特長がある。
【０１５３】
また、この回路では後段の増幅回路Ｕ３も同様の回路方式をとった。即ち、増幅回路Ｕ３の負極性入力端子と、スイッチＳＷ４の間には１つのインピーダンスＲｒｗが接続されている。また、増幅回路Ｕ３の負極性入力端子と、出力端子ＯＵＴ−Ｐ４４の間には２つのインピーダンスＲｒｗが直列に接続されている。またさらに、前記直列に接続された２つのインピーダンスＲｒｗの内の後段のインピーダンスＲｒｗには、１つのインピーダンスＲｒｗが並列に接続されている。また、前記並列に接続されたインピーダンスＲｒｗには電子スイッチＳＷｒｗ１が並列に接続されている。
【０１５４】
またさらに、増幅回路Ｕ３の正極性入力端子と、基準電圧発生回路Ｖｒｅｆの間には１つのインピーダンスＲｒｗが接続されている。また、増幅回路Ｕ３の正極性入力端子と、出力端子ＯＵＴ−Ｎ４５の間には２つのインピーダンスＲｒｗが直列に接続されている。またさらに、前記直列に接続された２つのインピーダンスＲｒｗの内の後段のインピーダンスＲｒｗには、１つのインピーダンスＲｒｗが並列に接続されている。また、前記並列に接続されたインピーダンスＲｒｗには電子スイッチＳＷｒｗ２が並列に接続されている。
【０１５５】
ここで、電子スイッチＳＷｒ１−ＳＷｒ４、ＳＷｗ１−ＳＷｗ４、ＳＷｒｗ１、ＳＷｒｗ２及びスイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ制御は、再生／記録ゲイン制御回路３５からの制御信号によって行われる。再生／記録ゲイン制御回路３５は、Ｒ／Ｗ切り替え端子３８、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０から供給される入力信号に基づいて、制御信号を出力している。
【０１５６】
再生／記録ゲイン制御回路３５は、主に３ステート入力を検知する入力ロジック回路４９と、前記電子スイッチＳＷｒ１−ＳＷｒ４、ＳＷｗ１−ＳＷｗ４、ＳＷｒｗ１、ＳＷｒｗ２をＯＮ／ＯＦＦ制御するゲイン制御デコーダ４８を有している。
【０１５７】
ここで、電子スイッチＳＷｒｗ１とＳＷｒｗ２は連動して動作するものとする。即ち、電子スイッチＳＷｒｗ１とＳＷｒｗ２がＯＦＦの場合、ゲインは式０１のようになる。
【０１５８】
（Ｒｒｗ＋Ｒｒｗ//Ｒｒｗ）／Ｒｒｗ＝１．５倍      …（式０１）
また、電子スイッチＳＷｒｗ１とＳＷｒｗ２がＯＮの場合、ゲインは式０２のようになる。
【０１５９】
（Ｒｒｗ）／Ｒｒｗ＝１倍    …（式０２）
よって、上記した構成例によって、再生側のＴＩＡ回路Ｕ１において１から１６倍のゲイン比のモードを得ることができる。また、ＳＷｒｗ１、ＳＷｒｗ２のＯＮ／ＯＦＦ制御により、１倍から１．５倍のゲイン比のモードを得ることができる。
【０１６０】
その他の回路の動作は、図１４と同様なので省略する。
【０１６１】
従って、この実施例のゲインモードでは、後述する図２１に示すゲイン設定が簡単にできる。すなわち、Ｕ１側回路で、１〜１６倍のゲイン比のモードと、ＳＷｒｗ１とＳＷｒｗ２のスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより、１倍と１．５倍のゲインが作れるので、図２１の特性が、全く問題なく得られる。
【０１６２】
なお上記した各実施の形態にも共通にいえることであるが、図２０に示すように、装置毎に最適なゲインが決まった場合、そのゲイン設定を行う制御情報は、メモリに保存されていてもよい。メモリに保存されることにより、その都度、装置のシステム制御部からソフトウエアにより制御情報を与える必要がなくなる。
【０１６３】
本発明の多ゲインモード化について、下記表１、表２及び図２１を参照して説明する。尚、ここでの表現は紛らわしいので、ゲインのことを感度と呼ぶ。
【０１６４】
これまで、説明してきたように、３つの制御入力がある場合、３×３×３＝２７通りのゲインモードが適用可能であるが、図２０の実施例では１８通りにしてある。Ｒ／Ｗ切替端子３８、ゲイン切替端子３９、ゲイン切替端子４０の３種類の制御入力で、
２×３×３＝１８通りという計算からである。
【０１６５】
特性決定のための条件は下記のように仮定した、
レーザから対物レンズまでの透過率・・・・２０％、
レーザ出射パワーに対するＡＰＣ−ＰＤＩＣの受光量率・・・・・レーザ出射パワーの１％
この条件での、再生側の感度の一例を下記表１に示す、
出力電圧の計算式は、
ＰＤＩＣ出力電圧（ｍＶ）＝Ｖｏｕｔ
対物レンズ出射レーザパワー(mW)＝Ｐｏ
レーザから対物レンズまでの透過率（％）＝Ｔｏ
レーザ出射パワーに対するＡＰＣ−ＰＤＩＣの受光量率（％）＝Ｒｉ
感度（ｍＶ／μＷ）＝Ｓ
とすると、下記のように表すことができる。
【０１６６】
【数１】
2007080470.tif 000003
【０１６７】
例えば、感度１４．３（ｍＶ／μＷ）、対物レンズ出射レーザパワー０．７(mW)の場合、下記のような計算になる。
【０１６８】
【数２】
2007080470.tif 000004
【０１６９】
感度の項を参照するとわかるように、最も小さい感度である２．４ｍＶ/ｕＷを基準にすると、感度の高い左側にいくに従い、感度比が高くなっている。表１の下から１行目の感度比は回路でいうとゲイン比になる。
【０１７０】
【表１】
2007080470.tif 000005
【０１７１】
次に、この条件での、記録側の感度を下記表２に示す。
【０１７２】
出力電圧の計算式は、再生と同じであるので、省略する。
【０１７３】
感度の項を参照するとわかるように、最も小さい感度である0.1mV/uWを基準にすると、感度の高い左側にいくに従い、感度比が高くなっている。表２下から１行目の感度比は回路でいうとゲインになる。
【０１７４】
【表２】
2007080470.tif 000006
【０１７５】
図２１は、上記の表１、２を対物出射レーザ出力  対  ＡＰＣ−ＰＤＩＣの出力電圧特性をグラフ化したものである。再生／記録とも同じグラフにプロットした。
【０１７６】
グラフの、Ｘ軸は、対物レンズ出射レーザ出力である。レーザの対物レンズ出射光量は、倍速クラスにもよるが、一般に、再生時で、０．５ｍＷ、記録時のピークパワーで、その１５０倍近い７５ｍＷ以上を必要とされるため、さらにディスクのバラツキでレーザパワーが上がることを考慮して、ｍａｘを１００ｍＷとしてある。
【０１７７】
また、Ｙ軸はＡＰＣ−ＰＤＩＣの出力電圧であるが、従来２Ｖ近くに設定されていたダイナミックレンジは、低消費電力化を図るために、半分の１Ｖにしてある。後述するが、この結果少なくとも出力段の回路の消費電力は約半分に削減できる。
【０１７８】
上記、再生／記録各々の表から判るように、感度比は回路でいうとゲインなので、図２０のＲｒあるいはＲｗの抵抗群が、ＳＷｒあるいはＳＷｗのＯＮ／ＯＦＦによって、上記表中のゲインを容易に実現できる。さらに、１．５倍という不等整数ゲインについては、後段の増幅回路Ｕ３で実現している。
【０１７９】
以上、多ゲインモード化について説明した。これまで説明してきた実施例にすべて、この多ゲインモード化を適用可能である。
【０１８０】
また、当然のことながら、このゲイン配分は一例であり、他のゲイン配分は、図１９、図２０のトランスインピーダンス（抵抗）及びインピーダンス（抵抗）を変更すれば、簡単にゲイン及びゲイン比の変更が可能である。
【０１８１】
次に、本発明の低消費電力化について説明する。
【０１８２】
よく、知られているように、消費電流は、
【０１８３】
【数３】
2007080470.tif 000007
【０１８４】
ｉ・・・電流、Ｃ・・・容量、ΔＶ・・・電圧、Δｔ・・時間
で表される。参考文献：工学を学ぶ人のための回路解析（上）  発行所：マグロウヒル出版株式会社
従ってこの式から判るように、ΔＶである電圧と、そしてＣである負荷容量を減らせば、負荷駆動能力の指標である電流を削減し、消費電力を減らすことが可能である。図２１の表にも示すように、従来２Ｖ近くに設定されていたダイナミックレンジを、本発明では、低消費電力化を図るために、半分の１Ｖにしてある。この結果、他の条件であるΔｔ時間、Ｃ負荷容量が変わらないとしても、少なくとも出力段の回路の消費電力は約半分に削減できる。
【０１８５】
アナログ回路は規模にもよるが消費電化力が支配的なのは負荷を駆動する最終段回路なので、この出力段の電流減は、低消費電力化に大きく貢献する。
【０１８６】
なお図１９、図２０の回路に示した抵抗には、実際には、容量Ｃｆが並列に接続されて、周波数特性などの設定及び調整を可能としている。
【０１８７】
以上、説明したように、本発明では、多ゲインモードとしたが、極力小さい出力電圧で使用することが、さらなる低消費電力化に繋がる。
【０１８８】
本発明の大きな特徴及び効果は下記に記載するところにある、
１．低消費電力化のため、多ゲインモードとし、その分、ダイナミックレンジ、スルーレートを小さくした、
２．ＡＰＣ−ＰＤＩＣの波長感度によるバラツキ、レーザの波長バラツキを補償すべく、多ゲインモードで、固定ゲイン方式とし、外付けボリュームをなくした、
３．受光セルを２分割とし、各々再生／記録用とした、
このように、本発明では、ボリューム等外付け部品が不要で、消費電力／発熱の小さい、再生系、記録系各々でＡＣ特性の優れた安価なＡＰＣ−ＰＤＩＣを提供することが可能になる。
【０１８９】
上記したこの発明によると、以下に述べるような効果を得ることができる。即ち、本発明では、まず本来の回路技術の基本に忠実に徹し、低消費電力化を図ることができた。まず低消費電力化という観点で、どこをどのように削減可能かということを深く追求し、ボリューム調整と言う人的作業を削減、低消費電力化を行っている。
【０１９０】
ＤＶＤで使用されている赤色レーザは他の青色、赤外レーザと比べて、温度特性が非常に悪く、温度が上がると、レーザ出力が落ちる割合が大きい。別の言い方をすると、赤色レーザは、温度が上がると、所謂ＩＬカーブ（Ｉ＝レーザ駆動電流、Ｌ＝レーザ発光量）が寝てきて、レーザの出力が下がることは、同業者ならば、周知の事実である。
【０１９１】
このため、光ディスクを製造しているセットメーカーはこの温度対策及びレーザの光量制御に、非常に苦労している。
【０１９２】
従って、極端な言い方をすると、レーザ以外の回路部品の発熱が小さければ、温度が上がらないので、その分、レーザの出力は落ちないということになる。言い換えると、レーザ自身の発熱以外の部品により、レーザの温度上昇がなければ、レーザの出力は落ちないということである。
【０１９３】
本発明は、この点を重視、注目し、レーザパワーのモニタを行っているＡＰＣ−ＰＤＩＣの消費電力を低減させるためのものである。
【０１９４】
本発明は、低消費電力化のため、固定ゲインモード数を増やし、さらにダイナミックレンジを小さくして、低消費電力化、外付け調整抵抗なし、ボリュームレス化を実現したものである。
【０１９５】
本発明により、下記のような大きな効果が得られる、
１．ボリューム、抵抗等、ＡＰＣ−ＰＤＩＣゲイン調整のための外付け部品が、不要になる、
この結果、ＰＵＨに搭載しているフレキシブル基板の設計が容易になる。
【０１９６】
１）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の感度バラツキ、２）ＡＰＣ−ＰＤＩＣ自身の波長感度によるバラツキ、３）レーザの光量バラツキ、４）レーザの波長バラツキ、５）ＡＰＣ−ＰＤＩＣの位置のバラツキ、６）光学系の部品の透過率あるいは反射率のバラツキなど、これらのバラツキを補償するための外付けボリュームが不要になる。これらのバラツキは、ソフトウェア（ファームウェア）で対応できるようになり、製造の自動化が可能になる。この結果、製造時間の短縮、大幅な人件費削減になる。
【０１９７】
さらにこの結果、ピックアップのコストダウンに繋がる。また、調整要素であるボリュームがなくなったことで、ボリュームを配慮しなくても良いので、調整治具の設計が容易になる。
【０１９８】
２．低消費電力化が可能になる。この結果、発熱を減らせる。この結果ドライブ内の温度上昇を抑えられる。熱対策が不要、及び発熱対策に開発費が不要になる。この結果、ノートパソコンに内臓されている、スリム、ウルトラスリムドライブでは、電池寿命が延び、さらには、ドライブ自身の寿命が延び、信頼性が上がるという大きな効果がある。
【０１９９】
また、この結果、ピックアップヘッドに搭載しているフレキシブル基板の配線幅、フレキシブル基板からドライブ本体基板への電源、信号配線の配線幅を細くすることが出来る。
【０２００】
３．受光セルを２つにした結果、記録時の特性と、再生時の特性のバランスを取ることが容易になる。本発明では、再生系の受光セルと、記録系の受光セルを分けている。さらには、再生系の受光セルと、記録系の受光セルの受光面積を合理的に利用している。また再生系の受光セルと記録系の受光セルの出力を加算し、再生系の出力として使用している。
【０２０１】
これにより、感度特性はもちろんのこと、交流特性である周波数帯域、位相特性、スルーレート、群遅延特性等については、再生系、記録系それぞれで、最適化が可能になる。すなわち、再生系では、レーザパワーが小さいこと、周波数特性は１ＭＨｚ程度と低くて良いことから、受光セル面積を大きくすることにより、信号レベルを大きくＳＮを良くすることが可能になる。一方記録系では、再生系のおよそ１５０倍の非常に大きいレーザパワーが出射される。このため、高速パルスを広帯域で受光しなければならない。このことを考慮し、再生系の受光セルサイズに比べ記録系では小さい受光セルサイズにすることにより、高倍速記録、高速記録に対応することが可能になる。
【０２０２】
以上のように、２つの受光セルを使用し、レーザ光量をモニタする方式では、再生系の仕様と記録系の仕様、この２つのバランスが非常にとりやすくなるという効果がある。
【０２０３】
受光セルサイズを感度特性、交流特性において最適化したことにより、再生レーザパワーと記録レーザパワーのレーザパワー比が１対１５０のような場合にもレーザパワーを正確に、リニアリティ良くモニタし、レーザパワーを安定にするためのＡＰＣ制御が容易に行うことが可能になる。この結果、光ディスクの高記録密度化、高倍速記録化が容易になる。
【０２０４】
また、光ディスクでは、記録後すぐに再生、またその逆に再生後すぐに記録という高速切替を要求されるが、本発明のＡＰＣ−ＰＤＩＣを使用した回路では、帯域の低い方の時定数で切替スピードが遅くなるという大きな問題が全くなくなり、高速で記録／再生の切替が可能になるという非常に大きい効果がある。
【０２０５】
以上のように、本発明では、ボリューム等外付け部品が不要で、消費電力／発熱の小さい、再生系、記録系各々でＡＣ特性の優れた安価なＡＰＣ−ＰＤＩＣを提供することが可能になる。
【０２０６】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０７】
【図１】この発明の実施の形態が適用可能な情報記録再生装置（光ディスク装置）の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光ディスク装置に組み込まれる光ヘッド装置に用いられるＡＰＣ−ＰＤＩＣの受光セルの一実施例を示す図である。
【図３】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路の第１の実施例を示す図である。
【図４】ＡＰＣ−ＰＤＩＣの受光セルの他の実施例を示す図である。
【図５】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路の他の実施例を示す図である。
【図６】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路の又他の実施例を示す図である。
【図７】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のさらに他の実施例を示す図である。
【図８】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のまた他の実施例を示す図である。
【図９】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のまた他の実施例を示す図である。
【図１０】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のまた他の実施例を示す図である。
【図１１】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のまた他の実施例を示す図である。
【図１２】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のさらにまた他の実施例を示す図である。
【図１３】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のさらにまた他の実施例を示す図である。
【図１４】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路の又他の実施例を示す図である。
【図１５】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路の又他の実施例を示す図である。
【図１６】ＡＰＣ−ＰＤＩＣ内部等価回路のさらに又他の実施例を示す図である。
【図１７】カレントミラー回路の基本回路例を示す図である。
【図１８】ＡＰＣ−ＰＤＩＣの初段回路にカレントミラー回路を適用した場合の例を示す図である。
【図１９】本発明に係るＡＰＣ−ＰＤＩＣにおける多ゲインモード回路の具体的な回路例を示す図である。
【図２０】本発明に係るＡＰＣ−ＰＤＩＣにおける多ゲインモード回路の具体的な回路の他の例を示す図である。
【図２１】本発明に係るＡＰＣ−ＰＤＩＣのゲインモード特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【０２０８】
１…受光素子回路（ＰＤＩＣ）、２…光ディスク、４…光ピックアップヘッド（ＰＵＨ）、１０…対物レンズ、１５…半導体レーザ、１８…ＡＰＣ−ＰＤＩＣ、ＰＤ−Ａ、ＰＤ−Ｂ…受光素子、Ｕ１、Ｕ２…電流電圧変換回路、Ｕ３、Ｕ６…増幅回路、Ｕ７、Ｕ８…電流アンプ、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６…スイッチ、Ｒｆ…トランスインピーダンス、Ｃｆ…位相補償コンデンサ、ＡＤＤ１…加算回路、Ｖｒｅｆ…基準電圧発生回路、３７…切替端子、４６…基準電圧入力端子、４７…ゲイン制御回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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