光接收放大元件的制作方法

專利名稱：光接收放大元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及光接收放大元件，應用于使用半導體雙波長激光元件來從一個芯片輸出具有兩個不同波長的光的光拾取裝置。
背景技術：
諸如CD、DVD等等的光盤被廣泛用作為在其上存儲聲音，圖像，文檔數據等等的介質，并且對執行再現或錄制光盤的各種光盤裝置進行了開發。光拾取裝置是光盤裝置的光頭部分中用于執行向光盤輸入信號和從光盤輸出信號的主要部件。
由于近年來快速流行的DVD再現裝置要求再現現有CD的能力，因此光拾取裝置對于DVD和CD分別要求具有650nm波長和780nm波長的兩種半導體激光元件。
圖7是表示用于執行DVD和CD的再現的光拾取裝置的側視圖。
參見圖7，光拾取裝置101設有兩個半導體激光元件107和108，它們中的每一個都充當光源。半導體激光元件107輸出(發射)用于DVD的具有650nm波長的光，而半導體激光元件108輸出(發射)用于CD的具有780nm波長的光。三棱鏡106以及含有用于DVD的聚光透鏡104和用于CD的聚光透鏡105的光透鏡103安排在從半導體激光元件107和108到光盤102的光通路上。
另外，光拾取裝置101裝有具有用于經由光透鏡103接收被光盤102以及三棱鏡106反射的激光的光接收部分(光電二極管)的光接收放大元件109。光透鏡103設有在半導體激光元件107與108之間進行切換的功能，以便對應于選定波長并同時在聚光透鏡104與105之間切換。
當選定DVD(波長650nm)時，經由聚光透鏡104用來自半導體激光元件107的發射光來照射光盤102并且被光盤102反射的光經由聚光透鏡104被三棱鏡106反射并輸入到光接收放大元件109內，以及通過光接收放大元件109而被光電轉換并輸出電信號。當選定CD(波長780nm)時，類似地，經由聚光透鏡105用來自半導體激光元件108的發射光來照射光盤102并且被光盤102反射的光經由聚光透鏡105被三棱鏡106反射并輸入到光接收放大元件109內。
由于能夠用兩個聚光透鏡104和105來相對于兩個光源(半導體激光元件107和108)調整光通路，因此光接收放大元件109上的光接收部分(光電二極管)具有圖8所示的形狀并且光接收部分201加入進來接收對于DVD的650nm波長的激光以及對于CD的780nm波長的激光。這里，聚焦調整以及數據信號的再現是在被安排在光接收部分201的中心內并被分成四個部分的主光接收部分202中執行的。另外，跟蹤調整是在被安排在主光接收部分202的左側及右側上的輔光接收部分203中執行的。
接下來，圖9表示現有技術的光接收放大元件的等效電路框圖。
圖9中，把整個框圖表示為光接收放大元件301，以及光接收部分302(光電二極管)對應于主光接收部分202的A到D和輔光接收部分203的E到H中的每一個。激光信號在光接收部分302內被轉換成電信號Isc并由前置放大器11內的電阻R11通過電流-電壓變換來放大信號Isc，并且該信號的電壓再由后置放大器A12，電阻R12，R13和R14進一步放大，以及把該信號輸出到輸出端子303。
在該現有技術中所描述的圖7中的光拾取裝置內，需要分別對應于兩種不同波長(650nm，780nm)的兩個半導體激光元件107和108以及兩個聚光透鏡104和105，并且要求通過調整光學系統諸如用于該兩種波長中的每一個的半導體激光元件的位置、聚光透鏡的位置等來把反射(信號)光從光盤引導到光接收放大元件上。從而，由于包含半導體激光元件的光學設計變得復雜并需要一種可用于在兩種波長之間轉換光學系統的機制，因此光學設計變得更為復雜并且部件數量增多，并且增加了改進相關的費用。
因此，作為半導體激光元件，從一個芯片輸出(發射)具有兩種波長的光的半導體雙波長激光元件已經有了超前發展及商品化，并且已經采用用于光拾取裝置的一個單一的半導體雙波長激光元件來替代使用兩個半導體激光元件。
半導體雙波長激光元件的優點是有可能使雙波長光發射點之間的距離以微米級靠近并具有該雙波長光發射點的位置的極高準確性，這是由于通過使用半導體照相技術而把兩種波長光發射點形成在同一襯底上。因此，即使當經由一個聚光透鏡用激光照射光盤并把來自該光盤的反射(信號)光引導到光接收放大元件上，對于兩種波長的接收光點之間的距離也是固定地具有很高的準確性。
如上所述，假設把半導體激光元件的數目以及聚光透鏡的數目分別定為1，那么需要光接收部分(即，光電二極管)與光接收放大元件上的兩種波長對應。另外，需要一種對于從對應于該兩種波長中的每一個的光接收部分光電轉換的電信號進行放大的電路。

發明內容
因此，本發明的目的是解決上述問題，并且，本發明提供了一種光接收放大元件，適合用于設有半導體雙波長激光器元件和一個單一的聚光透鏡(光學元件)的光拾取裝置。
本發明提供了一種光接收放大元件，用于光拾取裝置，該光拾取裝置包括具有從中彼此發射不同波長光的多個光發射點的半導體激光器，以及用從半導體激光器發射的光照射光盤并把該光盤上的反射光引導到該光接收放大元件的光學元件，該光接收放大元件包括多個光接收部分，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器，按照所述不同的波長而與光接收部分相連，并且與所述不同的波長相對應；以及開關裝置，根據每個波長開關所述互阻型放大器的輸出。
在本發明中，最好是所述多個互阻型放大器包括具有適應于第一波長的反饋常數的第一互阻型放大器以及具有適應于第二波長的反饋常數的第二互阻型放大器。
本發明提供了一種光接收放大元件，用于光拾取裝置，所述光拾取裝置包括具有從中彼此發射不同波長光的多個光發射點的半導體激光器，以及用從半導體激光器發射的光照射光盤并把所述光盤上的反射光引導到所述光接收放大元件的光學元件，所述光接收放大元件包括多個光接收部分，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器，與光接收部分相連并對應于具有不同反射率的多個光盤；以及開關裝置，根據所述光盤來切換所述互阻型放大器的輸出，
所述光接收放大元件公共地被連接在所述多個光接收部分的輸出與所述多個互阻型放大器的輸入之間。
在本發明中，最好是所述多個互阻型放大器包括具有適應于只再現光盤的反射率的第一反饋常數的第一互阻型放大器以及具有適應于可重寫光盤的反射率的第二反饋常數的第二互阻型放大器。
在本發明中，最好是一個含有一二極管和一電阻的箝位電路并聯連接到設置所述第二反饋常數的第二反饋電路上。
在本發明中，最好是所述第一與第二互阻型放大器包括第一與第二差分元件；單一的電流鏡像電路，其中差分元件的輸出相互電連接并作為有源負載；射極跟隨器輸出電路；以及兩個反饋電路，相對于第一與第二互阻型放大器而設置一個輸出端子。
在本發明中，最好是所述開光裝置進行操作，以使含有恒流源、開關電路以及電流鏡像電路的第一與第二電流源內的第一與第二差分元件的反射極接點偏置；通過一外部開關信號切換所述第一與第二電流源；以及，在有效狀態內切換所述第一與第二差分元件。
在本發明中，最好是把所述多個光接收部分以及多個互阻型放大器形成在單一的芯片上，并且所述多個光接收部分之間的距離等于所述多個發射點之間的距離。
本發明提供了一種使用上述光接收放大元件的光拾取裝置。
根據更為詳細的說明，本發明提供了一種光拾取裝置，包括半導體激光器，具有從中彼此發射不同波長光的多個光發射點；光接收放大元件，含有多個光接收部分，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器，根據所述不同的波長而與光接收部分相連并對應于所述不同的波長；以及開關裝置，根據每個波長切換所述互阻型放大器的輸出；以及光學元件，用于用所述半導體激光器發射的光來照射光盤并把所述光盤上的反射光引導到所述光接收放大元件。
本發明提供了一種光拾取裝置，包括
半導體激光器，具有從中彼此發射不同波長光的多個光發射點；光接收放大元件，含有多個光接收部分，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器，與光接收部分相連并對應于具有不同反射率的多個光盤；以及開關裝置，根據所述光盤而切換所述互阻型放大器的輸出，所述光接收放大元件公共地被連接在所述多個光接收部分的輸出與所述多個互阻型放大器的輸入之間；以及光學元件，用于用所述半導體激光器發射的光來照射光盤并把所述光盤上的反射光引導到所述光接收放大元件。
根據本發明的光接收放大元件被用于光拾取裝置，該光拾取裝置設有從一個芯片輸出具有兩種不同波長的激光的半導體雙波長激光元件和用于用來自所述半導體雙波長激光元件的激光照射光盤而不考慮波長并把反射光引導到所述光接收放大元件的單一的聚光透鏡(光學元件)。
所述光接收放大元件設有分別對應于兩種不同波長的兩個光接收部分(光電二極管)并且互阻型放大器與所述兩個光接收部分中的每一個相連，以及根據要被選定的波長在互阻型放大器之間執行選擇和切換操作。由此能夠獲得對應于所述兩種波長中的每一個的光接收放大輸出。另外，由于所述光接收放大元件設有關于對應于各個波長的各個光接收部分的互阻型放大器，因此能夠調整電路特性以便對各個波長最優化。
其它種類的光接收放大元件設有分別對應于兩種不同波長的兩個光接收部分(光電二極管)，并且所述兩個光接收部分的信號輸出端子相互連接以及被連接的信號分別輸入到具有第一反饋常數的第一互阻型放大器和具有第二反饋常數的第二互阻型放大器內，所述兩個反饋常數互不相同，并設置所述第一與第二反饋常數(增益電阻)以便適應于只再現光盤的反射率及可重寫光盤的反射率。由此在兩種波長的情形中都能夠獲得對于具有高反射率的只再現光盤以及具有低反射率的可重寫光盤的令人滿意的再現特性。
另外，最好是分別地，第一反饋常數(增益電阻)為再現而設置，而第二反饋常數為重寫而設置，并且一個含有二極管和電阻的箝位電路并聯地連接到第二反饋電路上。由此，在為進行寫操作而輸入大量光的時候，放大器增益較低并且光接收部分的飽和度能夠得到阻止，因此在兩種不同波長的情形中都能夠獲得適應于再現及重寫的光接收放大器特性。
另外，最好是，與上述兩個光接收部分相連的所述兩個互阻型放大器(前置放大器)分別包含兩個差分元件(第一與第二差分元件)；單一的電流鏡像電路，其中集電極相互連接作為差分元件的輸出并用作有源負載；一射極跟隨器輸出電路；以及兩個反饋電路。由此所述兩個前置放大器具有一個輸出端子，并且從所述輸出端子輸出一個輸出信號，其電壓進一步被一后置放大器放大，因此，對于所述兩個光接收部分來說，只需要僅有一個外部輸出端子的一個后置放大器，由此可以限定由于增加電壓規模而導致的芯片成本的增加，并且，不增加外部輸出端子(即，管腳)。因此，可以限定含有封裝的所述光接收放大元件的成本增加。
另外，最好是，構成互阻型放大器的各個差分元件的偏置電流在導通與關斷狀態之間切換，與用于所述兩個互阻型放大器的開關裝置一樣。由此對應于每個波長的互阻型放大器執行有效選擇，并且能夠用少量元件來實現切換功能，并且能夠限制由于芯片面積的增大而引起的費用增加。
另外，最好是，把分別對應于兩種波長的所述兩個光接收部分形成在其上形成有放大電路的同一襯底上。由此通過使用半導體照相技術能夠提高對應于兩種波長的所述兩個光接收部分的位置的準確性。
此外，所述兩個接收光部分之間的距離適應于用于要被使用的所述半導體雙波長激光元件的各個波長的發射點之間的距離，由此能夠獲得令人滿意的光接收特性。
構成所述光接收放大元件以使得通過切換適應于所述半導體雙波長激光器的光發射點之間的距離的兩個光接收部分以及分別連到所述光接收部分的互阻型放大器來獲得一個輸出，所述半導體雙波長激光器從一個芯片輸出具有兩種不同波長的激光，由此本發明能夠提供適應于使用所述半導體雙波長激光器的光拾取裝置的光接收放大元件。
另外，在切換所述兩個互阻型放大器的結構中，即使當光盤的反射率改變，本發明也提供了適應于使用所述半導體雙波長激光器的能夠通過調整反饋電路的常數來獲得穩定輸出的光拾取裝置的光接收放大元件。
此外，在切換所述兩個互阻型放大器的結構中，本發明提供了適應于使用所述半導體雙波長激光器的通過在反饋電路之一上安排箝位電路而設有記錄/再現功能的光拾取裝置的光接收放大元件。


本發明的其它以及進一步的目的、特征、以及優點將從下面結合附圖的詳細說明中變得更為清楚，其中圖1是使用本發明中的光接收放大元件的光拾取裝置的側視圖；圖2是表示本發明中的光接收放大元件的光接收部分的視圖；圖3是根據本發明實施例1的光接收放大元件的等效電路框圖；圖4是本發明中的光接收放大元件的電路的一個例子；圖5是根據本發明實施例2的光接收放大元件的等效電路框圖；圖6是根據本發明實施例3的光接收放大元件的等效電路框圖；圖7是使用現有技術中的光接收放大元件的光拾取裝置的側視圖；圖8是表示現有技術中的光接收放大元件的光接收部分的形狀的視圖；和圖9是現有技術中的光接收放大元件的等效電路框圖。
具體實施例方式
現在參照附圖在下面描述本發明的較佳實施例。
(實施例1)圖1是本發明實施例1中的光拾取裝置的側視圖。
參見圖1，光拾取裝置11設有作為光源的半導體雙波長激光元件(下文稱之為雙波長激光器)16。雙波長激光器16在同一襯底上形成用于不同波長的兩個激光發射點。參考數字16a表示用于DVD(650nm波長)的第一發射點，參考數字16b表示用于CD(780nm波長)的第二發射點。把含有三棱鏡15與聚光透鏡14的光透鏡13安排在從雙波長激光器16到光盤12的光通路上。此外，光拾取裝置11設有具有用于經由光透鏡13接收被光盤12以及三棱鏡15反射的激光的光接收部分的光接收放大元件17。光電二極管用來做該光接收部分。
如上所述，由于經由固定一個聚光透鏡14用從雙波長激光器16輸出(發射)的具有兩種不同波長的光來照射光盤12，并且被聚光透鏡14反射的光輸入到光接收放大元件17內，所以把光接收放大元件17的光接收部分成形為如圖2所示。
參見圖2，該光接收放大元件的光接收部分21包括用于DVD(650nm波長)的主光接收部分22和用于CD(780nm波長)的主光接收部分23，以及輔光接收部分24。設計該光學系統以使得用于DVD的650nm波長的光能夠入射到光接收部分22，而用于CD的780nm波長的光能夠入射到光接收部分23，這兩種波長的光均從雙波長激光器16輸出并被光盤反射及輸入。
圖3是輸出作為電信號的來自對應于圖2中的兩種波長的兩個主光接收部分的光信號的光接收放大元件的等效電路框圖。
關于光接收放大元件的17，分別包含有第一放大器A31、第一反饋電阻R31、第一電容C31以及第二放大器A32、第二反饋電阻R32、第二電容C32的第一和第二互阻抗型放大器(前置放大器)40和41與兩個主光接收部分22和23相連。該兩個互阻抗型放大器40和41的輸出電壓經由輸出切換開關S31由含有第三放大器A33以及第三電阻R33到第五電阻R35的后置放大器42放大并從外部輸出端子36輸出該信號。
根據更為詳細的說明，第一互阻抗型放大器40包括第一放大器A31、第一反饋電阻R31以及第一電容C31。把光接收部分22的輸出電連接到第一放大器A31的輸入端。第一反饋電阻R31與第一電容C31并聯連接在第一放大器A31的輸入端與輸出端之間。由此，第一反饋電阻R31與第一電容C31形成第一反饋電路38，用于執行第一放大器A31的輸出到輸入側的反饋。第一放大器A31的輸出端電連接到輸出切換開關S31的一個輸入端子上。
第二互阻抗型放大器41包括第二放大器A32、第二反饋電阻R32以及第二電容C32。把光接收部分23的輸出電連接到第二放大器A32的輸入端。第二反饋電阻R32與第二電容C32并聯連接在第二放大器A32的輸入端與輸出端之間。由此，第二反饋電阻R32與第二電容C32形成第二反饋電路39用于執行第二放大器A32的輸出到輸入側的反饋。第二放大器A32的輸出端電連接到輸出切換開關S31的另一個輸入端子上。
后置放大器42包括第三放大器A33以及第三電阻R33到第五電阻R35。第三放大器A33具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第三放大器A33的第一輸入端經由第三電阻R33電連接到輸出切換開關S31的輸出端子上。另外，第三放大器A33的該第一輸入端經由第四電阻R34電連接到用于生成外部參考電壓的一電源上。第五電阻R35電連接在第三放大器A33的輸出端與第二輸入端之間，用于執行第三放大器A33的輸出到輸入側的反饋。第三放大器A33的輸出端電連接到外部輸出端子36上。
當輸入用于DVD(650nm波長)的激光時，該激光被輸入到光接收部分22內，因此，用第一放大器A31、第一反饋電阻R31以及第一電容C31形成的第一互阻抗型放大器40的輸出信號輸入到后置放大器42內，并且該輸出信號的電壓被放大并從外部輸出端子36輸出。當輸入用于CD(780nm波長)的激光時，該激光被輸入到光接收部分23內，因此，用第二放大器A32、第二反饋電阻R32以及第二電容C32形成的第二互阻抗型放大器41的輸出信號輸入到后置放大器42內，并且該輸出信號的電壓被放大并從外部輸出端子36輸出。這里，由于光接收放大元件設有用于兩種波長(即，光接收部分)的兩個互阻抗型放大器40和41，因此第一反饋電路38及第二反饋電路39的電阻R和電容C的值被調整并能夠為對應于各個波長的前置放大器40和41中的每一個設置反饋常數。由此能夠根據激光波長所引起的光強的差異等來為每個波長調整并優化特性。
也就是說，現有技術使一個光接收部分與一個前置放大器適應兩種波長，因此當設計光接收放大元件(即，設置該前置放大器的反饋常數)以便能適應于波長中的一種時，必定確定對于另一種波長的特性。一般地，在650nm與780nm波長之間存在光接收部分的敏感特性上的差異，因此，當前置放大器的反饋常數(增益)適應于一種波長時，另一波長的敏感度必定由該光接收部分敏感特性上的差異所確定。另外，由于在用于DVD(650nm)的4.5MHz與用于CD(780nm)的0.72MHz之間存在基頻上的差異，因此響應頻率特性應當適應于DVD一側上的頻率。
在此情形中，存在由于頻帶的擴展以便適應于DVD一側而引起的噪聲特性衰退的可能性，并且還存在在其中低頻CD被使用的頻帶內的特性退化的可能性。
然而，根據本發明的一個實施例，由于兩個前置放大器40和41分別為DVD側和CD側而提供，因此前置放大器的反饋常數(R，C)能夠為各個波長分別地設置作為有關敏感度與響應頻率特性的優化值。
圖2中，用于650nm波長的光接收部分22與用于780nm波長的光接收部分23之間的間距Y被定位，以使得該間距Y基本上等于圖1中雙波長激光器16的用于650nm波長的發射點16a與用于780nm波長的發射點16b之間的間距X。
用經由聚光透鏡14的從雙波長激光器16輸出的激光照射光盤12而不考慮激光的波長，并且被光盤12反射的激光輸入到光接收放大元件17內，因此，根據用于各個波長的雙波長激光器16的光發射點之間的間距用激光來照射光接收放大元件17的不同位置。因此，當設置對應于每個波長的光接收部分之間的距離以使得光接收部分之間的距離基本上等于雙波長激光器16的光發射點之間的距離時，能夠最大程度地接收該激光。因此，能夠獲得良好的S/N(信/噪比)特性。另外，通過在同一襯底上構成用于各個波長的光接收部分，能夠改進光接收部分之間距離位置的準確性。
用于圖3所示的兩個互阻抗型放大器40和41的電路的一個例子示于圖4。
圖4中，DVD(650nm)一側上的第一互阻抗型放大器40包括晶體管Q1和Q2的第一差分元件43，以及包含第一反饋電阻R31與第一電容C31的第一反饋電路38。CD(780nm)一側上的第二互阻抗型放大器41包括晶體管Q3和Q4的第二差分元件44，以及包含第二反饋電阻R32與第二電容C32的第二反饋電路39。另外，圖4中的該電路設有含有分別作為DVD與CD側上的差分元件43與44的公共有源負載的晶體管Q5和Q6以及電阻R1和R2的電流鏡像電路C1。作為用于該兩個差分元件43、44的公共輸出的晶體管Q6的集電極執行經由含有晶體管Q7及恒流源I1的輸出緩沖電路45(即，射極跟隨器輸出電路)的向輸出端子Vo的信號輸出。
根據更詳細的說明，對于第一互阻抗型放大器40，在第一差分元件43內，晶體管Q1的發射極與晶體管Q2的發射極相互電連接。晶體管Q1的基極電連接到用于生成外部參考電壓的電源。晶體管Q1的集電極電連接到形成電流鏡像電路C1的晶體管Q5的集電極上。晶體管Q2的基極電連接到光接收部分22的輸出上。晶體管Q2的集電極電連接到形成電流鏡像電路C1的晶體管Q6的集電極上。
在電流鏡像電路C1內，晶體管Q5的基極與晶體管Q6的基極相互電連接。把晶體管Q5的集電極短路連接到晶體管Q5的基極上。晶體管Q5的發射極經由電阻R1電連接到提供電壓Vcc的總線46上。晶體管Q6的發射極經由電阻R2電連接到總線46上。
對于第二互阻抗型放大器41，在第二差分元件44內，晶體管Q3的發射極與晶體管Q4的發射極相互電連接。晶體管Q3的基極電連接到用于生成外部參考電壓的電源。晶體管Q3的集電極電連接到電流鏡像電路C1的基極接點上。晶體管Q4的集電極電連接到形成電流鏡像電路C1的晶體管Q6的集電極上。
含有晶體管Q7和恒流源I1的輸出緩沖電路45(即，射極跟隨器輸出電路)電連接到總線46上。晶體管Q7的基極電連接到形成電流鏡像電路C1的晶體管Q6的集電極上。在晶體管Q7的集電極上安排了一輸出端子Vo。
第一反饋電阻R31與第一電容C31并聯地電連接到第一反饋電路38，該第一反饋電路38電連接在晶體管Q2的基極與晶體管Q7的集電極之間。第二反饋電阻R32與第二電容C32并聯地電連接到第二反饋電路39，該第二反饋電路39電連接在晶體管Q4的基極與晶體管Q7的集電極之間。
如上所述，由于兩個互阻抗型放大器40和41的輸出變成用于兩種波長的公共部分，因此一個輸出端子足以滿足兩種輸入信號(即，前置放大器)并且用于執行信號電壓的放大的一個后置放大器42也足以滿足該兩種輸入信號。因此，能夠在該光接收放大元件內獲得可適應于兩種波長激光的輸出而不需增加任何輸出端子，并且，使用與用在現有技術中的數目相同(即，一個)的后置放大器便足夠了，因此，能夠限制芯片體積的擴大。
另外，作為是開關裝置的開關部分，通過含有恒流源I2和I3、開關電路S1和S2以及電流鏡像電路C2和C3的第一與第二電流源47和48來偏置第一與第二差分元件43和44的發射極接點，并且第一與第二電流源47和48由一外部開關信號來切換，以及第一與第二差分元件43和44在有效狀態內(in an active state)被切換。
換言之，在圖4中，關于形成互阻抗型放大器40和41的差分元件43和44的偏置，用于650nm波長的DVD一側上的偏置(Q1和Q2，即，差分元件43)包括晶體管Q8、Q9和Qsw1以及恒流源I2。用于780nm波長的CD一側上的偏置(Q3和Q4，即，差分元件44)包括晶體管Q10、Q11和Qsw2以及恒流源I3。提供了含有晶體管Qsw3和Qsw4以及恒流源I4和I5的開關電路S1和S2。
根據更詳細的說明，第一電流源47包括電流鏡像電路C2、晶體管Qsw1、恒流源I2以及第一開關電路S1。第二電流源48包括電流鏡像電路C3、晶體管Qsw2、恒流源I3以及第二開關電路S2。
電流鏡像電路C2包括晶體管Q8和Q9。晶體管Q8的基極與晶體管Q9的基極相互電連接。晶體管Q8的集電極電連接到第一差分元件43的發射極接點上。晶體管Q9的集電極短路連接到晶體管Q9的基極上以及經由恒流源I2電連接到提供電壓Vcc的總線49上。晶體管Q8和Q9的發射極在接地線GND上接地。
電流鏡像電路C3包括晶體管Q10和Q11。晶體管Q10的基極與晶體管Q11的基極相互電連接。晶體管Q10的集電極電連接到第二差分元件44的發射極接點上。晶體管Q11的集電極短路連接到晶體管Q11的基極上以及經由恒流源I3電連接到提供電壓Vcc的總線49上。晶體管Q10和Q11的發射極在接地線GND上接地。
第一開關電路S1與第二開關電路S2并聯連接在總線49與接地線GND之間。第一開關電路S1包括恒流源I4以及晶體管Qsw3。第二開關電路S2包括恒流源I5以及晶體管Qsw4。晶體管Qsw3的基極電連接到晶體管Qsw4的基極上。晶體管Qsw3的集電極經由恒流源I4電連接到總線49上。晶體管Qsw4的集電極經由恒流源I5電連接到總線49上。晶體管Qsw4的基極電連接到其中外部開關信號被輸入的SW端子上。晶體管Qsw3和Qsw4的發射極在接地線GND上接地。
晶體管Qsw1的基極電連接到第一開關電路S1內晶體管Qsw3的集電極與恒流源I4的接點上。晶體管Qsw1的集電極電連接到電流鏡像電路C2內的晶體管Q9的集電極上。晶體管Qsw1的發射極在接地線GND上接地。
晶體管Qsw2的基極電連接到第二開關電路S2內晶體管Qsw4的集電極與恒流源I4的接點上。晶體管Qsw2的集電極電連接到電流鏡像電路C3內的晶體管Q11的集電極上。晶體管Qsw2的發射極在接地線GND上接地。
根據對DVD(650nm波長)一側的描述，當晶體管Qsw1處于關斷狀態(即，SW端子為低)時，恒流源I2所提供的電流經由含有晶體管Q8和Q9的電流鏡像電路C2而供給含有晶體管Q1和Q2的差分元件43。因此，差分元件43變為有效狀態。在該有效狀態時期，CD(780nm波長)一側上的狀態為非有效狀態。當把SW端子從低切換到高時，晶體管Qsw4變為導通狀態，因此晶體管Qsw4的集電極的電壓下降到接近于GND的電平并且晶體管Qsw3變為關斷狀態。當晶體管Qsw3處于關斷狀態時，晶體管Qsw3的集電極的電壓上升到接近于Vcc的電平，因此，晶體管Qsw1變為導通狀態，并且，所有來自恒流源I2的電流都經由晶體管Qsw1流入GND并且沒有偏置電流在含有晶體管Q1和Q2的差分元件43內流動，以及差分元件43變為非有效狀態。在該非有效狀態時期，CD(780nm波長)一側上的狀態相反，為有效狀態。
如上所述，用少量的元件能夠實現對兩個互阻抗型放大器40和41的切換，并且通過切換差分元件43和44的偏置電流能夠限制芯片尺寸的增大所引起的成本增加。
(實施例2)圖5是用于輸出發自圖2中與兩種波長相對應的兩個主光接收部分的光信號作為電信號的光接收放大元件的另一等效電路框圖。
這里，與圖3的不同點如下兩個光接收部分22和23的信號輸出點相互連接并且兩個光接收部分22和23的信號輸出輸入到兩個互阻抗型放大器40和41中的每一個。
另外，反饋電阻R31和R32的值在兩個互阻抗型放大器40和41內不同，并且，設置電阻R31的值，以使對于具有高反射率的只再現光盤具有最佳敏感度(即，增益)，并且，設置電阻R32的值，以使對于具有低反射率的可重寫光盤具有最佳敏感度(即，增益)。在本發明的一實施例中，該電阻的值遵從下列不等式R31＜R32。
由于用于光接收放大元件17的信號光是從光盤反射的光，因此由于光盤的不同反射率造成輸入到光接收放大元件17內的信號光的量的變化。一般地，我們知道只再現(ROM)光盤的反射率高，而可重寫(RW)光盤的反射率大約低到ROM光盤的反射率的約四分之一。
如上所述，通過連接兩個光接收部分22和23的輸出，將該輸出光輸入互阻抗型放大器40和41的每一個內，以及分別設置前置放大器40和41中每一個的反饋電阻值作為對于只再現光盤的最佳敏感度(即，增益)及對于可重寫光盤的最佳敏感度(即，增益)，由光盤的反射率變化所引起的對于DVD(650nm)和CD(780nm)兩種光盤上的影響能夠得以限制并能夠獲得光接收放大元件的穩定特性。
(實施例3)圖6是用于輸出來自圖2中的與兩種波長相對應的兩個主光接收部分的光信號作為電信號的光接收放大元件的又一等效電路框圖。
這里，與圖5的不同點如下在第二互阻抗型放大器41a的反饋電路39內，含有電阻R36和二極管D1到D3的箝位電路50與第二反饋電阻R32以及第二電容C32并聯連接，并且把第二反饋電阻R32設置為比第一電阻R31足夠小的值以使得第二反饋電阻R32適應于在寫操作時期的大光量(R31＞＞R32)。
把含有第一放大器A31、第一反饋電阻R31以及第一電容C31的第一互阻抗型放大器40設置成用于再現，以及把含有第二放大器A32、第二反饋電阻R32、第二電容C32以及在輸入大量光時期阻止飽和的箝位電路50的第二互阻抗型放大器41a設置成用于寫操作。由此能夠實現設有用于對于DVD(650nm)和CD(780nm)兩種波長的記錄/再現功能的光接收放大元件。
如上所述，根據如實施例1到3所描述的光接收放大元件，能夠提供該光接收放大元件以便可應用于含有從一個芯片輸出具有兩種不同波長的激光的雙波長激光器以及用來自該雙波長激光器的激光照射光盤而不考慮波長并把反射光引導到光接收放大元件的一個透鏡的光拾取裝置。
本發明可以體現在其它特定形式內而不脫離本發明的精神或基本特征。因此本發明的實施例在各方面都被視為說明性的而非限制性的，本發明的范圍由所附的權利要求書而非以上描述來確定，并因此落入權利要求書的等價含義及范圍內的所有改變都被包含在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種光接收放大元件，用于光拾取裝置(11)，該光拾取裝置(11)包括具有從中發射彼此不同波長光的多個光發射點(16a，16b)的半導體激光器(16)，以及用從該半導體激光器(16)發射的光照射光盤并把該光盤上的反射光引導到該光接收放大元件的光學元件(13，15)，該光接收放大元件包括多個光接收部分(22，23)，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器(40，41)，按照所述不同的波長而與所述光接收部分(22，23)相連且與所述不同的波長相對應；以及開關裝置(S31)，根據每個波長來切換所述互阻型放大器(40，41)的輸出。
2.根據權利要求1所述的光接收放大元件，其中所述多個互阻型放大器(40，41)包括具有適應于第一波長的反饋常數的第一互阻型放大器(40)以及具有適應于第二波長的反饋常數的第二互阻型放大器(41)。
3.一種光接收放大元件，用于光拾取裝置(11)，該光拾取裝置(11)包括具有從中發射彼此不同波長光的多個光發射點(16a，16b)的半導體激光器(16)，以及用從該半導體激光器(16)發射的光照射光盤并把該光盤上的反射光引導到該光接收放大元件的光學元件(13，15)，該光接收放大元件包括多個光接收部分(22，23)，與所述不同的波長相對應；多個互阻型放大器(40，41，41a)，與光接收部分(22，23)相連并對應于具有不同反射率的多個光盤；以及開關裝置(S31)，根據所述光盤來切換所述互阻型放大器(40，41，41a)的輸出，所述光接收放大元件被公共地連接在所述多個光接收部分(22，23)的輸出與所述多個互阻型放大器(40，41，41a)的輸入之間。
4.根據權利要求3所述的光接收放大元件，其中所述多個互阻型放大器(40，41，41a)包括第一互阻型放大器(40)，具有適應于只用于再現的光盤的反射率的第一反饋常數；以及第二互阻型放大器(41，41a)，具有適應于可重寫的光盤的反射率的第二反饋常數。
5.根據權利要求4所述的光接收放大元件，其中含有二極管(D1至D3)和電阻(R36)的箝位電路(50)被并聯連接到設置所述第二反饋常數的第二反饋電路(39)上。
6.根據權利要求2所述的光接收放大元件，其中第一與第二互阻型放大器(40，41)包括第一與第二差分元件(43，44)；單一的電流鏡像電路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的輸出相互電連接，并且該單一的電流鏡像電路(C1)用作有源負載；射極跟隨器輸出電路(45)；以及兩個反饋電路(38，39)，相對于所述第一與第二互阻型放大器(40，41)而設置一個輸出端子(Vo)。
7.根據權利要求4所述的光接收放大元件，其中所述第一與第二互阻型放大器(40，41，41a)包括第一與第二差分元件(43，44)；單一的電流鏡像電路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的輸出相互電連接，并且該單一的電流鏡像電路(C1)用作有源負載；射極跟隨器輸出電路(45)；以及兩個反饋電路(38，39)，相對于所述第一與第二互阻型放大器(40，41，41a)而設置一個輸出端子(Vo)。
8.根據權利要求5所述的光接收放大元件，其中所述第一與第二互阻型放大器(40，41a)包括第一與第二差分元件(43，44)；單一的電流鏡像電路(C1)，其中所述差分元件(43，44)的輸出相互電連接，并且該單一的電流鏡像電路(C1用作有源負載；射極跟隨器輸出電路(45)；以及兩個反饋電路(38，39)，相對于第一與第二互阻型放大器(40，41a)而設置一個輸出端子(Vo)。
9.根據權利要求6所述的光接收放大元件，其中所述開光裝置(S31)進行操作，以便使得所述第一與第二差分元件(43，44)的發射極接點在含有一恒流源(I2，I3)、一開關電路(S1，S2)以及一電流鏡像電路(C2，C3)的所述第一與第二電流源(47，48)內偏置；通過一外部開關信號來切換所述第一與第二電流源(47，48)；并且，在有效狀態下切換所述第一與第二差分元件(43，44)。
10.根據權利要求7所述的光接收放大元件，其中所述開光裝置(S31)進行操作，以便使得所述第一與第二差分元件(43，44)的發射極接點在含有一恒流源(I2，I3)、一開關電路(S1，S2)以及一電流鏡像電路(C2，C3)的所述第一與第二電流源(47，48)內偏置；通過一外部開關信號來切換所述第一與第二電流源(47，48)；并且，在有效狀態下切換所述第一與第二差分元件(43，44)。
11.根據權利要求8所述的光接收放大元件，其中所述開光裝置(S31)進行操作，以便使得所述第一與第二差分元件(43，44)的發射極接點在含有一恒流源(I2，I3)、一開關電路(S1，S2)以及一電流鏡像電路(C2，C3)的所述第一與第二電流源(47，48)內偏置；通過一外部開關信號來切換所述第一與第二電流源(47，48)；并且，在有效狀態下切換所述第一與第二差分元件(43，44)。
12.根據權利要求1至11中任一權利要求所述的光接收放大元件，其中所述多個光接收部分(22，23)以及所述多個互阻型放大器(40，41，41a)形成在單個的芯片上，并且，所述多個光接收部分(22，23)之間的距離(Y)等于所述多個發射點(16a，16b)之間的距離(X)。
13.一種使用權利要求1至12中任一權利要求所述的光接收放大元件的光拾取裝置。
全文摘要
本發明的目的是提供一種光接收放大元件，可應用于含有半導體雙波長激光器元件和一個聚光透鏡的光拾取裝置。該光接收放大元件設有多個光接收部分(22，23)，與該不同的波長相對應；多個互阻型放大器(40，41)，根據該不同的波長而與光接收部分(22，23)相連并適應于該不同的波長以及開關裝置(S31)，根據每個波長開關該互阻型放大器(40，41)的輸出。
文檔編號G11B7/005GK1495735SQ0316026
公開日2004年5月12日 申請日期2003年6月14日 優先權日2002年6月14日
發明者奧田隆典, 大西雅也, 也 申請人:夏普公司