(57)【要約】【課題】帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替え可能な増幅回路を提供する。【解決手段】本発明による増幅回路３ｂは、差動入力部８１Ａ及び８１Ｂと、該差動入力部８１Ａ及び８１Ｂのうちのいずれか一方を選択するスイッチ７９Ａ及び７９Ｂと、を備え、該スイッチ７９Ａ及び７９Ｂにより選択された差動入力部を用いた増幅処理を行うオペアンプ７０ｂと、オペアンプ７０ｂの出力端と差動入力部８１Ａの入力端との間に設けられ、所定抵抗値の抵抗を有する第１の帰還回路と、オペアンプ７０ｂの出力端と差動入力部８１Ｂの入力端との間に設けられ、上記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有する第２の帰還回路と、を備えることを特徴とする。差動入力部の選択により電圧増幅度を切り替え可能であるので、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替え可能となっている。【選択図】図３
2009088582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の差動入力部と、該第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択するスイッチ手段と、を備え、該スイッチ手段により選択された差動入力部を用いた増幅処理を行う増幅部と、
前記増幅部の出力端と前記第１の差動入力部の入力端との間に設けられ、所定抵抗値の抵抗を有する第１の帰還回路と、
前記増幅部の出力端と前記第２の差動入力部の入力端との間に設けられ、前記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有する第２の帰還回路と、
を備えることを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記第１の帰還回路は、一端が前記増幅部の出力端に接続され、他端が前記第１の差動入力部の入力端に接続された第１抵抗により構成され、
前記第２の帰還回路は、前記第１抵抗と、一端が前記第１抵抗の前記他端に接続され、他端が前記第２の差動入力部の入力端に接続された第２抵抗と、により構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第１及び第２の差動入力部はそれぞれ定電流源を備え、
前記スイッチ手段は、前記各定電流源の出力電流の制御により、前記第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記スイッチ手段は、前記各定電流源のバイアス電圧の制御により、前記各定電流源の出力電流を制御する、
ことを特徴とする請求項３に記載の増幅回路。
【請求項５】
前記増幅部の入力信号がフォトダイオードの出力信号に基づく信号であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の増幅回路。
【請求項６】
レーザービームを受光するフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力信号に基づく信号を増幅する増幅回路とを備える光ピックアップであって、
前記増幅回路は、
第１及び第２の差動入力部と、該第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択するスイッチ手段と、を備え、該スイッチ手段により選択された差動入力部を用いた増幅処理を行う増幅部と、
前記増幅部の出力端と前記第１の差動入力部の入力端との間に設けられ、所定抵抗値の抵抗を有する第１の帰還回路と、
前記増幅部の出力端と前記第２の差動入力部の入力端との間に設けられ、前記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有する第２の帰還回路と、
を備える、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は増幅回路に関し、特に、フォトダイオードの出力信号の増幅に用いることが好適な増幅回路に関する。また、本発明はこのような増幅回路を備えた光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等の光ディスクへのデータの記録及び再生を行う光記録再生装置は光ピックアップを備えている。光ピックアップには、光源であるレーザーダイオードや、光ディスクにて反射したレーザービームを受光するフォトダイオードなどが備えられている。フォトダイオードは、受光したレーザービームを電気信号に変換する素子であり、その出力信号を参照することにより光ディスクに記録されている情報を読み取ることが可能となる。
【０００３】
しかしながら、フォトダイオードの出力信号を外部に出力するためには、フォトダイオードの出力信号を電圧信号に変換して出力する電流−電圧変換回路（ＩＶ回路）が必要である。したがって、光ピックアップにはこのようなＩＶ回路（受光アンプ）も搭載されることになる。特許文献１には、このようなＩＶ回路の一例が示されている。
【特許文献１】特開２０００−３３２５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８には、上記ＩＶ回路の別の一例を示している。図８の例におけるＩＶ回路１００１はフォトダイオード１０００の出力信号を増幅するためのものであり、オペアンプ１００３と、帰還抵抗１００６−１及び１００６−２と、を備えている。
【０００５】
ここで、ＩＶ回路１００１の電圧増幅度（ゲイン）は、帰還抵抗１００６及びフォトダイオード１０００の内部抵抗の各抵抗値によって決まる。ＩＶ回路１００１では、２つの帰還抵抗がスイッチ１００８−１及び１００８−２を用いて切り替え可能に構成されており、これらのスイッチを用いて帰還抵抗を切り替えることによりＩＶ回路１００１の電圧増幅度が可変とされている。
【０００６】
ところで、このようなＩＶ回路の出力をさらに増幅する増幅回路（電圧−電圧変換回路・ＶＶ回路）にも上記のようなスイッチを備えて電圧増幅度を可変とすることが考えられるが、このような増幅回路の帰還回路内にスイッチを用いると、スイッチの寄生容量による周波数特性の劣化や、スイッチのオン抵抗によるゲインずれという問題が発生する。なお、このような問題は、フォトダイオード用の増幅回路のみならず、一般の増幅回路において共通に生じる問題である。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替え可能な増幅回路を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、フォトダイオード用の改良された増幅回路を提供することにある。
【０００９】
また、本発明のさらに他の目的は、このような増幅回路を備える光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明にかかる増幅回路は、第１及び第２の差動入力部と、該第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択するスイッチ手段と、を備え、該スイッチ手段により選択された差動入力部を用いた増幅処理を行う増幅部と、前記増幅部の出力端と前記第１の差動入力部の入力端との間に設けられ、所定抵抗値の抵抗を有する第１の帰還回路と、前記増幅部の出力端と前記第２の差動入力部の入力端との間に設けられ、前記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有する第２の帰還回路と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替えることが可能となる。
【００１２】
また、上記増幅回路において、前記第１の帰還回路は、一端が前記増幅部の出力端に接続され、他端が前記第１の差動入力部の入力端に接続された第１抵抗により構成され、前記第２の帰還回路は、前記第１抵抗と、一端が前記第１抵抗の前記他端に接続され、他端が前記第２の差動入力部の入力端に接続された第２抵抗と、により構成される、こととしてもよい。これによれば、回路配置上効率良く帰還回路を構成することができる。
【００１３】
また、上記各増幅回路において、前記第１及び第２の差動入力部はそれぞれ定電流源を備え、前記スイッチ手段は、前記各定電流源の出力電流の制御により、前記第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択する、こととしてもよい。そしてさらに、前記スイッチ手段は、前記各定電流源のバイアス電圧の制御により、前記各定電流源の出力電流を制御する、こととしてもよい。これらによれば、増幅回路中の有意信号が通過する部分にスイッチを設けることなく電圧増幅度を切り替えることができるようになるので、スイッチの寄生容量による周波数特性の劣化や、スイッチのオン抵抗によるゲインずれという問題を、より確実に回避できるようになる。
【００１４】
また、上記各増幅回路において、前記増幅部の入力信号がフォトダイオードの出力信号に基づく信号であることとしてもよい。これによれば、フォトダイオードの出力信号に基づく信号（例えば、フォトダイオードの出力信号をＩＶ回路に入力し、その結果として得られる電圧信号）を増幅するための増幅回路において、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替えることが可能となる。
【００１５】
また、本発明にかかる光ピックアップは、レーザービームを受光するフォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力信号に基づく信号を増幅する増幅回路とを備える光ピックアップであって、前記増幅回路は、第１及び第２の差動入力部と、該第１及び第２の差動入力部のうちのいずれか一方を選択するスイッチ手段と、を備え、該スイッチ手段により選択された差動入力部を用いた増幅処理を行う増幅部と、前記増幅部の出力端と前記第１の差動入力部の入力端との間に設けられ、所定抵抗値の抵抗を有する第１の帰還回路と、前記増幅部の出力端と前記第２の差動入力部の入力端との間に設けられ、前記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有する第２の帰還回路と、を備える、こととしてもよい。これによれば、光ピックアップ内の増幅回路において、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明によれば、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替えることが可能となる。したがって、このようなスイッチの寄生容量による周波数特性の劣化や、スイッチのオン抵抗によるゲインずれという問題が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１にかかるＩＶ回路１、増幅回路３ａ、及びフォトダイオード２の構成を示す回路図である。
【００１９】
フォトダイオード２は、光ディスクにて反射したレーザービームを受光し、光電変換を行う素子である。一例では、フォトダイオード２はＰＮダイオード、逆バイアス電源、抵抗を含んで構成され、ＰＮダイオードにレーザービームが当たることによって抵抗の両端の電圧が変動する。この電圧は所定の電圧値（バイアス電圧）を基準として上下に変動し、フォトダイオード２の出力Ｖｉｎとなる。以下では、このバイアス電圧は１．６５Ｖであるとする。
【００２０】
ＩＶ回路１はオペアンプ１０と帰還抵抗１６を備える所謂反転増幅回路であり、非反転入力端子（＋）が上記バイアス電圧と同電位の基準電圧源１４−１に接続され、反転入力端子（−）がフォトダイオード２に接続される。そして、ＩＶ回路１は、フォトダイオード２の出力信号にＩＶ変換を施して出力する。
【００２１】
増幅回路３ａはオペアンプ７０ａ（増幅部）を備えて構成される。このオペアンプ７０ａは、差動増幅回路８０ａＡ、差動増幅回路８０ａＢ、ソースフォロア回路９０、及びスイッチ１１を備えている。なお、以下で差動増幅回路８０ａという用語を用いるときがあるが、これは差動増幅回路８０ａＡ及び差動増幅回路８０ａＢの総称である。各差動増幅回路８０ａはそれぞれ差動入力部を有している。
【００２２】
オペアンプ７０ａにおいては、各差動増幅回路８０ａとソースフォロア回路９０とが従属接続されている。各差動増幅回路８０ａの非反転入力端子（＋）にはＩＶ回路１の出力端が接続されている。各差動増幅回路８０ａの反転入力端子（−）には基準電圧源１４−２が接続されている。また、スイッチ１１は各差動増幅回路８０ａとソースフォロア回路９０の間に設けられる。このスイッチ１１は、ソースフォロア回路９０と接続される差動増幅回路８０ａを切り替えることによって２つの差動増幅回路８０ａのうちのいずれか一方を選択する機能を有する。オペアンプ７０ａは、スイッチ１１によって選択された差動増幅回路８０ａを用いた増幅処理を行う。
【００２３】
また、増幅回路３ａは、ソースフォロア回路９０の出力端と各差動増幅回路８０ａの反転入力端子（−）とを接続する帰還回路を備えており、所謂非反転増幅回路を構成している。以下では、差動増幅回路８０ａＡについての帰還回路を第１の帰還回路と称し、差動増幅回路８０ａＢについての帰還回路を第２の帰還回路と称する。第１の帰還回路は、一端がオペアンプ７０ａの出力端に接続され、他端が差動増幅回路８０ａＡの入力端に接続された抵抗１９−１（第１抵抗）によって構成される。これにより、第１の帰還回路は所定抵抗値の抵抗を有する。一方、第２の帰還回路は、上記所定抵抗値とは異なる抵抗値の抵抗を有している。具体的には、抵抗１９−１と、一端が抵抗１９−１の上記他端に接続され、他端が差動増幅回路８０ａＢの入力端に接続された抵抗１９−２（第２抵抗）と、により構成される。
【００２４】
他に、増幅回路３ａは、各差動増幅回路８０ａの反転入力端子（−）と基準電圧源１４−２の間に抵抗１９−３を有している。抵抗１９−３は、一端が基準電圧源１４−２に接続され、他端が差動増幅回路８０ａＢの反転入力端子（−）及び抵抗１９−２に接続されている。
【００２５】
以下、増幅回路３ａの動作について説明する。まず、スイッチ１１が外部信号によって制御される。その結果、いずれかの差動増幅回路８０ａが選択される。また、フォトダイオード２の出力Ｖｉｎに基づく信号（入力信号）が、ＩＶ回路１より各差動増幅回路８０ａに供給されている。そして、スイッチ１１によって選択されている差動増幅回路８０ａの出力がソースフォロア回路９０に供給される。これらの動作の結果として、増幅回路３ａは、入力信号に対し、スイッチ１１によって選択された差動増幅回路８０ａを用いた増幅処理を行う。増幅回路３ａの出力Ｖｏｕｔには、フォトダイオード２が受光したレーザービームの強度に応じた出力が得られる。
【００２６】
増幅回路３ａの電圧増幅度は、スイッチ１１によっていずれの差動増幅回路８０ａが選択されているか、によって異なることになる。つまり、抵抗１９−１，１９−２，１９−３の抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３とすると、差動増幅回路８０ａＡが選択されているとき、上記電圧増幅度の絶対値はＲ３／（Ｒ１＋Ｒ２）＋１となる。一方、差動増幅回路８０ａＢが選択されているとき、上記電圧増幅度の絶対値は（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１＋１となる。このことは、帰還回路内のスイッチでないスイッチ１１を用いた電圧増幅度の切り替えが実現されていることを示している。すなわち、増幅回路３ａによれば、帰還回路内のスイッチを用いずに電圧増幅度を切り替えることが可能となっている。
【００２７】
また、本実施形態では、第１の帰還回路と第２の帰還回路とが抵抗１９−１を共有しているので、回路配置上効率良く帰還回路を構成することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、増幅回路３ａを非反転増幅回路として用いる例を取り上げて説明したが、増幅回路３ａを反転増幅回路として用いる場合にも本発明を適用することが可能である。図２は、この場合の増幅回路３ａの構成を示す。同図に示す例では、差動増幅回路８０ａＡが選択されているとき、上記電圧増幅度の絶対値はＲ３／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。一方、差動増幅回路８０ａＢが選択されているとき、上記電圧増幅度の絶対値は（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１となる。
【００２９】
［実施形態２］
実施形態２では、帰還回路に留まらず、増幅回路中の有意信号が通過する部分にスイッチを設けることなく電圧増幅度を切り替えることができるようにした構成の例について説明する。
【００３０】
図３は、本実施形態にかかる増幅回路３ｂ及びＩＶ回路１の構成を示す回路図である。このうちのＩＶ回路１については実施形態１で説明したものと同様であり、フォトダイオード２（図３では図示していない。）の出力信号にＩＶ変換を施して、増幅回路３ｂに出力する。
【００３１】
図３に示すように、増幅回路３ｂはオペアンプ７０ｂ（増幅部）を備えて構成される。このオペアンプ７０ｂは、差動増幅回路８０ｂ及びソースフォロア回路９０を備えており、差動増幅回路８０ｂとソースフォロア回路９０とは従属接続されている。
【００３２】
差動増幅回路８０ｂは、カレントミラー接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタ７１，７２を有している。また、トランジスタ７１，７２にそれぞれ直列接続されたＮチャンネルＭＯＳトランジスタ７３Ａ，７４Ａと、トランジスタ７３Ｂ，７４Ｂのソースに接続された定電流源７５Ａと、から構成される差動入力部８１Ａを有している。さらに、トランジスタ７１，７２にそれぞれ直列接続されたＮチャンネルＭＯＳトランジスタ７３Ｂ，７４Ｂと、トランジスタ７３Ｂ，７４Ｂのソースに接続された定電流源７５Ｂと、から構成される差動入力部８１Ｂを有している。なお、以下で差動入力部８１という用語を用いるときがあるが、これは差動入力部８１Ａ及び差動入力部８１Ｂの総称である。
【００３３】
トランジスタ７３Ａ及び７３Ｂのゲートは基準電圧源１４−２に接続され、トランジスタ７４Ａ及び７４ＢのゲートはＩＶ回路１の出力端に接続されている。基準電圧源１４−２はフォトダイオード２のバイアス電圧と同値の電圧（ここでは１．６５Ｖ。）を発生する。差動増幅回路８０ｂの出力は、トランジスタ７１とトランジスタ７３Ａ又は７３Ｂの接続点（以下、接続点Ｄという。）から取り出される。
【００３４】
ここで、増幅回路３ｂは、ソースフォロア回路９０の出力端と各差動入力部８１の反転入力端子（−）とを接続する帰還回路を備えており、所謂反転増幅回路を構成している。以下では、差動入力部８１Ａについての帰還回路を第１の帰還回路と称し、差動入力部８１Ｂについての帰還回路を第２の帰還回路と称する。各帰還回路はそれぞれ抵抗を備えているが、その詳細については実施形態１と同様である。
【００３５】
ソースフォロア回路９０は、差動増幅回路８０ｂの出力がゲートに供給されるＮチャンネルＭＯＳトランジスタ９１と、トランジスタ９１のソースに接続された定電流源９２によって構成されている。ソースフォロア回路９０の出力は、トランジスタ９１のソースから取り出され、増幅回路３ｂの出力Ｖｏｕｔとなる。トランジスタ９１は、いわゆるデプレッション型のＭＯＳトランジスタである。すなわち、トランジスタ９１のしきい値電圧Ｖｔｈはゼロ又はマイナス値である。
【００３６】
なお、トランジスタ７１，７２の各ソース，及びトランジスタ９１のドレインには電源電圧Ｖｄｄが供給されている。
【００３７】
ここで、ＩＶ回路１の出力電圧は、フォトダイオード２が受光したレーザービームの強度に応じ、所定電圧（以下、バイアス電圧という。）を基準として上下に変動する。基準電圧源１４−２の電圧はこのバイアス電圧と同じ値に設定される。
【００３８】
ＩＶ回路１の出力電圧がバイアス電圧の電圧値１．６５Ｖである場合、増幅回路３ｂの電圧増幅度にかかわらず、ソースフォロア回路９０の出力電圧（トランジスタ９１のソース電圧）は約１．６５Ｖ程度となる。
【００３９】
トランジスタ９１のしきい値電圧をＶｔｈとすると、トランジスタ９１のゲート電圧は、Ｖｏｕｔ＋Ｖｔｈで与えられるが、本実施形態においてはトランジスタ９１がデプレッション型であるため、Ｖｔｈ≦０である。したがって、トランジスタ９１のゲート電圧は、ソース電圧とほぼ同じか、寧ろこれよりも低くなる。例えば、しきい値電圧Ｖｔｈがほぼ０Ｖであるとすると、トランジスタ９１のゲート電圧は出力Ｖｏｕｔの電圧とほぼ一致することになる。その結果、例えば出力Ｖｏｕｔの電圧が約１．６５Ｖであるとすれば、トランジスタ９１のゲート電圧も約１．６５Ｖとなる。
【００４０】
これにより、カレントミラー回路を構成するトランジスタ７１，７２のソースドレイン間電圧が、トランジスタ９１としてエンハンスメント型のトランジスタを用いる場合に比べて拡大される。つまり、トランジスタ９１としてエンハンスメント型のトランジスタを用いると、トランジスタ９１のゲート電圧は出力Ｖｏｕｔの電圧よりもしきい値電圧分高くなり、その結果、トランジスタ７１，７２のソースドレイン間電圧が低下し、ダイナミックレンジが狭くなる。このため、ダイナミックレンジを十分に確保するためには、上述したように、電源電圧Ｖｄｄを高くする必要が生じる。
【００４１】
これに対し、本実施形態では、トランジスタ９１としてデプレッション型のトランジスタを用いていることから、電源電圧Ｖｄｄが比較的低くてもダイナミックレンジを十分に確保することが可能となる。例えば、電源電圧Ｖｄｄが３．３Ｖであるとすると、トランジスタ７１，７２のソースドレイン間電圧の振幅の最大値（差動増幅回路８０ｂが出力し得る信号の振幅の最大値）は約１．６５Ｖ（＝３．３Ｖ−１．６５Ｖ（フォトダイオード２のバイアス電圧の電圧値））となり、十分な振幅が確保される。なお、この場合における増幅回路３ｂのダイナミックレンジの上限値は３．３Ｖとなる。
【００４２】
さて、以下、定電流源７５Ａ及び７５Ｂについて詳しく説明する。図３にも示すように、定電流源７５Ａはその内部に、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ７６Ａ、オペアンプ７７Ａ、抵抗７８Ａ、スイッチ７９Ａを備えて構成されている。このうちトランジスタ７６Ａのドレインは、トランジスタ７３Ａ，７４Ａのソースに接続されている。また、トランジスタ７６Ａのソースは、抵抗７８Ａを介して接地されている。さらに、トランジスタ７６Ａのゲートは、抵抗を介してオペアンプ７７Ａの出力端に接続されている。また、オペアンプ７７Ａの反転入力端子（−）は、トランジスタ７６Ａのソースと抵抗７８Ａの間に接続されている。さらに、オペアンプ７７Ａの非反転入力端子（＋）は、スイッチ７９Ａを介して、定電圧Ｖｉ（定電流源７５Ａのバイアス電圧）を発生する電圧源（不図示）に接続されている。定電流源７５Ｂについても同様である。
【００４３】
スイッチ７９Ａ及び７９Ｂは、各定電流源７５のバイアス電圧の制御により各定電流源７５の出力電流を制御し、それによって差動入力部８１Ａ及び８１Ｂのうちのいずれか一方を選択するスイッチ手段として機能する。以下、この点について詳しく説明する。
【００４４】
まず、定電流源７５Ａを取り上げて説明すると、スイッチ７９Ａがオンのとき、オペアンプ７７Ａの非反転入力端子（＋）には定電圧Ｖｉが印加されるため、ＭＯＳトランジスタ７６Ａのドレインに流れ込む電流の電流値（定電流源７５Ａの出力電流の電流値）は、同ドレインに接続される負荷に関わらず一定値Ｖｉ／Ｒとなる。ただし、Ｒは抵抗７８Ａの抵抗値である。このとき、接続点Ｄには、差動入力部８１Ａの反転入力端子（−）の入力電圧と基準電圧源１４の出力電圧との差に応じた電圧が現れる。
【００４５】
一方、スイッチ７９Ａがオフのとき、オペアンプ７７Ａの非反転入力端子（＋）に定電圧Ｖｉが印加されないため、ＭＯＳトランジスタ７６Ａのドレインに流れ込む電流の電流値（定電流源７５Ａの出力電流の電流値）は、同ドレインに接続される負荷に関わらず一定値０となる。このとき、差動入力部８１Ａの反転入力端子（−）の入力電圧は、接続点Ｄに現れる電圧に影響しない。
【００４６】
以上の事情は定電流源７５Ｂにおいても同様であり、結局、差動増幅回路８０ｂは、スイッチ７９Ａがオン、スイッチ７９Ｂがオフとなっている場合に、差動入力部８１Ａの反転入力端子（−）の入力信号を増幅し、スイッチ７９Ａがオフ、スイッチ７９Ｂがオンとなっている場合に、差動入力部８１Ｂの反転入力端子（−）の入力信号を増幅することになる。そしてその結果、スイッチ７９Ａがオン、スイッチ７９Ｂがオフとなっている場合に、増幅回路３ｂの電圧増幅度の絶対値はＲ３／（Ｒ１＋Ｒ２）＋１となる。一方、スイッチ７９Ａがオフ、スイッチ７９Ｂがオンとなっている場合に、上記電圧増幅度の絶対値は（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１＋１となる。このことは、増幅回路３ｂ中の有意信号が通過する部分にスイッチを設けることなく電圧増幅度を切り替えることが実現されていることを示している。すなわち、増幅回路３ｂによれば、帰還回路に留まらず、増幅回路中の有意信号が通過する部分にスイッチを設けることなく電圧増幅度を切り替えることが実現されている。
【００４７】
［実施形態３］
増幅回路３ａや増幅回路３ｂは、フォトダイオード２及びＩＶ回路１と同一チップ上に集積することができ、このようなチップは、通常、フォトダイオードＩＣ（ＰＤＩＣ）と呼ばれる。本実施形態では、このＰＤＩＣを用いる光記録再生装置の回路構成の具体例を挙げ、さらに、この光記録再生装置内において用いられる光ピックアップの構成について説明する。
【００４８】
まず、図４は、光ディスクの記録再生を行う光記録再生装置において用いられるＰＤＩＣ１００の外観例を示す図である。同図に示すＰＤＩＣ１００は、光記録再生装置の中でも特にＣＤ(Compact Disc)／ＤＶＤ／ＢＤ(Blu-ray Disc(登録商標))コンパチブルレコーダーに用いられるものであり、２０個のフォトダイオード（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ１，ｅ２，ｆ１，ｆ２）を備えている。各フォトダイオードは、それぞれ受光部Ｒ−１〜６のいずれかに配置されている。
【００４９】
受光部Ｒ−１〜３はＢＤ／ＤＶＤ記録再生用に用いられるものである。受光部Ｒ−１は４つのフォトダイオードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより構成され、ＢＤ又はＤＶＤで反射したメインビームＭＢを受光する。また、受光部Ｒ−２は４つのフォトダイオードＥ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４により構成され、ＢＤ又はＤＶＤで反射したサブビームＳＢ１を受光する。また、受光部Ｒ−３は４つのフォトダイオードＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４により構成され、ＢＤ又はＤＶＤで反射したサブビームＳＢ２を受光する。
【００５０】
受光部Ｒ−４〜６はＣＤ記録再生用に用いられるものである。受光部Ｒ−４は４つのフォトダイオードａ，ｂ，ｃ，ｄにより構成され、ＣＤで反射したメインビームＭＢを受光する。また、受光部Ｒ−５は２つのフォトダイオードｅ１，ｅ２により構成され、ＣＤで反射したサブビームＳＢ１を受光する。また、受光部Ｒ−６は２つのフォトダイオードｆ１，ｆ２により構成され、ＣＤで反射したサブビームＳＢ２を受光する。
【００５１】
図５及び図６は、増幅回路３ｂを含む上記ＰＤＩＣ１００の内部回路構成を示す図である。なお、図５及び図６は、２つの図で１つのＰＤＯＣ１００の内部回路構成を示しており、実際には図５の下部と図６の上部とがつながっている。各フォトダイオードにかかる回路構成には互いに類似している部分が多いので、以下では、フォトダイオードＡ及びフォトダイオードａに着目して説明を行うこととする。
【００５２】
図５に示す回路４０は、フォトダイオードＡ及びフォトダイオードａの他、ＩＶ回路１、オペアンプ７０ｂ、抵抗１９−１、抵抗１９−２、抵抗１９−３、スイッチ４１を含んで構成される。オペアンプ７０ｂ、抵抗１９−１、抵抗１９−２、抵抗１９−３は実施形態２で説明したものであり、実施形態２にかかる増幅回路３ｂを構成している。
【００５３】
オペアンプ７０ｂの２つの非反転入力端子（＋）には、外部からの制御に応じたスイッチ４１の動作により、ＩＶ回路１を介して、記録再生対象メディアがＢＤ又はＤＶＤである場合にフォトダイオードＡが接続され、記録再生対象メディアがＣＤである場合にフォトダイオードａが接続される。一方、オペアンプ７０ｂの２つの反転入力端子（−）には、抵抗１９−３を介して所定電圧の電源Ｖｓが接続される。オペアンプ７０ｂ、抵抗１９−１、抵抗１９−２、及び抵抗１９−３を含んで構成される増幅回路３ｂは、フォトダイオードの出力信号に基づく信号（ＩＶ回路１の出力信号）に増幅処理を施す。
【００５４】
ゲイン制御部５０は、外部からの指示に従って、オペアンプ７０ｂに含まれるスイッチ７９Ａ及びスイッチ７９Ｂを制御する。これにより増幅回路３ｂのゲイン制御が可能になっている。
【００５５】
増幅回路３ｂの出力信号は、端子ＶＡ／Ｖａから出力されるとともに、合成回路６０にも入力される。端子ＶＡ／Ｖａからの出力信号は、図示しない制御回路において、光スポットのデフォーカスやトラックからのずれを検出するためのサーボ信号として用いられる。
【００５６】
合成回路６０には、上記増幅回路３ｂの出力信号の他、フォトダイオードＢ，Ｃ，Ｄ又はフォトダイオードｂ，ｃ，ｄからも同様に増幅回路の出力信号が入力される。これらの各出力信号は合成され、端子ＶＲＦＰ及び端子ＶＲＦＮから出力される。なお、端子ＶＲＦＰ及び端子ＶＲＦＮの出力信号は互いに逆相となる。こうして出力される信号は、図示しない制御回路において、記録されているデータを示すデータ信号として用いられる。
【００５７】
次に、図７は、上記ＰＤＩＣ１００を備える光ピックアップ１０１の構成を示す模式図である。
【００５８】
図７に示すように、光ピックアップ１０１は、レーザ光源１０２と、レーザ光源１０２からのレーザービームを複数に分割する回折格子１０３と、回折格子１０３から出射されたレーザービームを平行光にするコリメートレンズ１０４と、平行光とされたレーザービームを光ディスク２００側へ導くミラー１０５と、ミラー１０５で反射されたレーザービームを円偏光に変換して対物レンズ１０６に入射する１／４波長板１１０と、１／４波長板１１０から入射されたレーザービームをディスク面に収束させる対物レンズ１０６と、光ディスク２００により反射されミラー１０５でさらに反射された光をＰＤＩＣ１００側へ導くビームスプリッタ１０７と、ビームスプリッタ１０７からの反射光を収束させるアナモフィックレンズ１０８と、アナモフィックレンズ１０８によって収束された反射光を受光するＰＤＩＣ１００とを備えている。ＰＤＩＣ１００は、上述したように２０個のフォトダイオードを備え、各フォトダイオードは、上記反射光を受光して光電変換し、反射光の強度に応じた電圧信号を出力する。
【００５９】
なお、光ディスク２００に対する対物レンズ１０６の位置は、対物レンズ駆動装置１０９によって高精度に制御される。詳細には、対物レンズ１０６をフォーカス方向へ駆動することにより、光ディスク２００の記録面にビームスポットの焦点を合わせるフォーカス補正が行われ、トラッキング方向へ駆動することにより、光ディスク２００のトラックにビームスポットを追従させるトラッキング補正が行われる。また、タンジェンシャル方向を回転軸にして対物レンズ１０６をトラッキング方向に回転させることにより、ディスクの反りに対応するチルト角の補正が行われる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、本発明による増幅回路をＰＤＩＣに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態１にかかる増幅回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかる増幅回路を反転増幅回路として用いる場合の構成を示す回路である。
【図３】本発明の実施形態２にかかる増幅回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態３にかかるＰＤＩＣの外観例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３にかかるＰＤＩＣの内部回路構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態３にかかるＰＤＩＣの内部回路構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３にかかるＰＤＩＣを備える光ピックアップの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の背景技術にかかる増幅回路の基本構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      ＩＶ回路
３ａ，３ｂ    増幅回路
２，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，ｅ１，ｅ２，ｆ１，ｆ２  フォトダイオード
１０，３０ａ，３０ｂ    オペアンプ
１１    スイッチ
１４    基準電圧源
１６，１９    抵抗
４１    スイッチ
４０    回路
５０    ゲイン制御部
６０    合成回路
７１，７２    ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
７３Ａ，７３Ｂ，７４Ａ，７４Ｂ    ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
７５Ａ，７５Ｂ，９２    定電流源
７６Ａ，７６Ｂ    ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
７７Ａ，７７Ｂ    オペアンプ
７８Ａ，７８Ｂ    抵抗
７９Ａ，７９Ｂ    スイッチ
８０ａＡ，８０ａＢ，８０ｂ    差動増幅回路
８１Ａ，８１Ｂ    差動入力部
９０    ソースフォロア回路
９１    デプレッション型トランジスタ
１０１  光ピックアップ
１０２  レーザ光源
１０３  回折格子
１０４  コリメートレンズ
１０５  ミラー
１０６  対物レンズ
１０７  ビームスプリッタ
１０８  アナモフィックレンズ
１０９  対物レンズ駆動装置
１１０  １／４波長板
２００  光ディスク
【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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