JPH08193882A

JPH08193882A - 光信号検出装置

Info

Publication number: JPH08193882A
Application number: JP1875695A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakagawa; 昌巳中川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】微弱な光の変化を外乱要因の影響無く検出でき
る光信号検出装置を提供する。【構成】光信号検出装置は、第１の受光素子ＰＤ₁と、
第２の受光素子ＰＤ₂と、電流源ＣＳ₁とを備え、第１の
受光素子ＰＤ₁及び第２の受光素子ＰＤ₂の一端部は、電
流源ＣＳ₁に接続されており、第１の受光素子ＰＤ₁の他
端部に第１の出力端子ＯＵＴ₁が設けられ、第２の受光
素子ＰＤ₂の他端部に第２の出力端子ＯＵＴ₂が設けられ
ている。この場合、第１及び第２の受光素子の双方の他
端部にそれぞれ第１及び第２の負荷Ｒ₁，Ｒ₂が接続され
ており、第１及び第２の受光素子ＰＤ₁，ＰＤ₂と第１及
び第２の負荷Ｒ₁，Ｒ₂との間のそれぞれに第１及び第２
の出力端子ＯＵＴ₁，ＯＵＴ₂が設けられていることが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安定した動作状態で微
弱な光の変化を検出することができる光信号検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクトディスク装置、ミニデ
ィスク装置等といった光記録媒体を処理する装置（以
下、「光応用装置」という）においては、光を光記録媒
体に照射することによって得られた光信号を電気信号に
変換し、この電気信号によって光応用装置自体の制御、
あるいは光記録媒体に記録された情報の記録・再生等を
行う。また、かかる光応用装置においては、光記録媒体
に光を照射することにより得られる反射光あるいは透過
光の強弱の変化、光スポットの形状の変化、光スポット
の相対的位置の変化等を検出することによって各種情報
を得ている。

【０００３】従来の光応用装置に用いられる光ピックア
ップの一般的な光信号検出回路の一部を図８の（Ａ）に
示す。図８の（Ａ）に示した構成においてトラッキング
エラー信号を検出する場合を例にとり、光応用装置の動
作を以下に説明する。光記録媒体から反射された光又は
光記録媒体を透過した光は、図示しない光学系によって
半導体受光素子（例えばフォトダイオードやフォトトラ
ンジスタ）から構成された光検出器Ｅ及び光検出器Ｆの
上に結像される。これにより光検出器Ｅ，Ｆでは、照射
された光量に応じた電流が生成し、電流信号として出力
される。この光検出器Ｅ，Ｆから出力された各電流信号
は、電流−電圧変換器（Ｉ−Ｖ変換器）で電圧信号に変
換された後、演算増幅器ＯＰ₁に供給される。そして、
演算増幅器ＯＰ₁において両電圧信号の差がとられ、ト
ラッキングエラー信号として図示しない次段の回路へ供
給される。尚、トラッキングエラー信号は、図８の
（Ｂ）に示すようにオフセット値を有しているので、次
段の回路においてオフセット値の処理を必要とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の光記
録媒体における記録密度は飛躍的に増大し、これに伴い
光検出器から出力される電流信号も微弱になってきてい
る。電流信号が微弱になると、周囲の環境からのノイズ
によって電流信号は大きな影響を受ける。例えば、光検
出器からＩ−Ｖ変換器までの配線に流れる電流信号は周
辺回路の信号によって影響を受け易くなり、Ｓ／Ｎ比が
悪化する。同様のことが、Ｉ−Ｖ変換器から演算増幅器
までの配線についてもいえる。

【０００５】また、Ｉ−Ｖ変換器や演算増幅器自体も、
或る程度の電気特性ばらつきを有するので、光検出器か
ら得られる電流信号が微弱になると、その感度の相違に
起因して正常な信号が得られなくなるという不都合が生
じる。特に、光磁気効果（Magnetic Kerr Effect）を用
いたシステムでは、光学系から得られる光信号の変化が
微弱なため、光検出器から出力される電流信号も微小と
なり、後段の回路における信号の処理が難しいという問
題がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、微弱な光信号の
変化を安定した動作状態で確実に検出することができる
光信号検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光信号検出装置は、基本構成のブロック図
を図１に示すように、第１の受光素子と、第２の受光素
子と、電流源とを備え、第１の受光素子及び第２の受光
素子の一端部は電流源に接続されており、第１の受光素
子の他端部に第１の出力端子が設けられ、第２の受光素
子の他端部に第２の出力端子が設けられていることを特
徴とする。

【０００８】本発明の光信号検出装置においては、第１
又は第２の受光素子の何れか一方の他端部に負荷が接続
されており、第１又は第２の受光素子と負荷との間に第
１又は第２の出力端子が設けられていることが好まし
い。

【０００９】あるいは又、図１に示すように、第１及び
第２の受光素子の双方の他端部のそれぞれに第１及び第
２の負荷が接続されており、第１及び第２の受光素子と
第１及び第２の負荷との間のそれぞれに第１及び第２の
出力端子が設けられていることが好ましい。即ち、第１
の負荷と第１の受光素子とが直列に接続された回路と、
第２の負荷と第２の受光素子とが直列に接続され回路と
が並列に接続され、この２つの回路の受光素子側の接続
点に電流源を接続し、第１の負荷と第１の受光素子との
接続点に第１の電圧出力端子を、第２の負荷と第２の受
光素子との接続点に第２の電圧出力端子をそれぞれ設け
ることが好ましい。

【００１０】第１の受光素子又は第２の受光素子は、単
一の受光素子から構成することができる他、複数の受光
素子を直列に接続して構成することもできる。あるいは
又、第１の受光素子又は第２の受光素子は、複数の受光
素子を並列に接続して構成することもできる。受光素子
は、ＣｄＳセル、Ｇｅセル、Ｓｉセル、ＰｂＳセル、Ｐ
ｂＳｅセル、ＩｎＡｓセル、ＩｎＳｂセル、ＨｇＣｄＴ
ｅセル等の光導電型受光素子、あるいは、光起電力型素
子であるフォトダイオード又はフォトトランジスタから
成ることが好ましい。フォトダイオードとして、例えば
ｐｎ接合フォトダイオード、ｐｉｎ接合フォトダイオー
ド、アバランシェ・フォトダイオード等を挙げることが
できる。

【００１１】

【作用】本発明の光信号検出装置においては、第１の受
光素子と第２の受光素子とを差動動作させ、照射された
光量に応じて第１の受光素子で発生した電流と、第２の
受光素子で発生した電流との差を電圧信号として取り出
す。しかも、第１の受光素子及び第２の受光素子はそれ
ぞれ照射された光量に応じた電流を発生する。そして、
これら第１の受光素子及び第２の受光素子で発生した各
電流は、電流源で規制されて差動で流れる。

【００１２】第１の受光素子で発生した電流が例えば第
１の負荷を流れることによって、第１の負荷の両端には
第１の受光素子に照射された光量に応じた電圧が発生
し、これが第１の出力端子に現れる。同様に、第２の受
光素子で発生し電流が例えば第２の負荷を流れることに
よって、第２の負荷の両端には第２の受光素子に照射さ
れた光量に応じた電圧が発生し、これが第２の出力端子
に現れる。従って、これら第１及び第２の出力端子の間
に現れる電圧は、第１の受光素子に照射された光量と第
２の受光素子に照射された光量との差を反映した電圧と
なる。これら第１及び第２の出力端子の間に現れる電圧
は、図８の（Ａ）に示した従来の演算増幅器ＯＰ₁の出
力と同等のものである。尚、少なくとも一方の受光素子
に負荷を設ければ、第１及び第２の出力端子の間に現れ
る電圧は、第１の受光素子に照射された光量と第２の受
光素子に照射された光量との差を反映した電圧となる。

【００１３】本発明の光信号検出装置によれば、第１及
び第２の受光素子に照射された光量の差を差動電圧出力
として得ることができるので、電流の絶対値に左右され
ることなく、たとえ第１及び第２の受光素子で発生する
電流が小さくても、外乱の影響を除去でき、確実に且つ
安定した動作状態で微弱な光信号の差を検出することが
可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の光信号検出装置を、図面を参
照しながら実施例に基づき、詳細に説明する。

【００１５】（実施例１）図２の（Ａ）は、実施例１の
光信号検出装置の構成を示す回路図である。実施例１に
おいては、第１の受光素子は第１のフォトダイオードＰ
Ｄ₁から構成され、第２の受光素子は第２のフォトダイ
オードＰＤ₂から構成されている。更に、第１及び第２
のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂の他端部のそれぞれに
第１及び第２の負荷が接続されている。第１の負荷は第
１の抵抗Ｒ₁から構成され、第２の負荷は第２の抵抗Ｒ₂
から構成されている。第１及び第２のフォトダイオード
ＰＤ₁，ＰＤ₂と第１及び第２の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂との間のそ
れぞれに、第１及び第２の出力端子ＯＵＴ₁，ＯＵＴ₂が
設けられている。電流源ＣＳ₁は、例えば図３に示すよ
うに、ダイオードＤＯ、抵抗Ｒ₃、抵抗Ｒ₄及び電源Ｅか
ら構成することができる。この電流源ＣＳ₁の詳細につ
いては後述する。

【００１６】第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，
ＰＤ₂は、同一の電気特性を有することが望ましい。第
１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂は、例えば
図２の（Ｂ）に示すように、物理的に２分割された受光
面を有し、かかる受光面には、図示しない光学系から導
かれた光スポットが照射される。第１のフォトダイオー
ドＰＤ₁に光が照射されると、光起電力効果によって光
量に応じた起電力が発生し、第１のフォトダイオードＰ
Ｄ₁のカソードからアノードに向かって電流Ｉ₁が流れ
る。同様に、第２のフォトダイオードＰＤ₂に光が照射
されると、第２のフォトダイオードＰＤ₂のカソードか
らアノードに向かって電流Ｉ₂が流れる。以下において
は、説明を簡単にするために、第１及び第２の抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂は同一の抵抗値を有するとして説明するが、こ
れらは同一抵抗値である必要はない。

【００１７】第１及び第２の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂のそれぞれの
一端部（図中上側）は共通に接続されている。第１の抵
抗Ｒ₁の他端部は第１のフォトダイオードＰＤ₁のカソー
ドに接続され、第２の抵抗Ｒ₂の他端部は第２のフォト
ダイオードＰＤ₂のカソードに接続されている。そし
て、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂の各
アノードは共通に接続され、更に電流源ＣＳ₁に接続さ
れている。そして、第１の抵抗Ｒ₁と第１のフォトダイ
オードＰＤ₁の接続点から第１の出力端子ＯＵＴ₁が、第
２の抵抗Ｒ₂と第２のフォトダイオードＰＤ₂の接続点か
ら第２の出力端子ＯＵＴ₂が、それぞれ引き出されてい
る。即ち、第１及び第２の出力端子ＯＵＴ₁，ＯＵＴ₂の
それぞれは、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，
ＰＤ₂を挟んで、電流源ＣＳ₁とは反対側に設けられてい
る。

【００１８】図２の（Ｂ）において、第１のフォトダイ
オードＰＤ₁の受光面の光量をＰ₀₁、第２のフォトダイ
オードＰＤ₂の受光面の光量をＰ₀₂とする。いま、図２
（Ｂ）の（ａ）に示すように、第１及び第２のフォトダ
イオードＰＤ₁，ＰＤ₂に均等に光が照射されている場合
（Ｐ₀₁＝Ｐ₀₂）、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ
₁，ＰＤ₂には、Ｉ₁＝Ｉ₂なる電流が発生する。従って、
第１及び第２の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂による電圧降下は等しくな
り、第１の出力端子ＯＵＴ₁に現れる電圧Ｖ₁及び第２の
出力端子ＯＵＴ₂に現れる電圧Ｖ₂は等しくなる。従っ
て、第１の出力端子ＯＵＴ₁と第２の出力端子ＯＵＴ₂と
の間に現れる電圧の差は、Ｖ₁−Ｖ₂＝０（Ｖ）となる。
この際、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂
の有する暗電流は相互に打ち消される。

【００１９】図２の（Ｂ）の（ｂ）に示すように、第１
及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂の受光面にＰ
₀₁＞Ｐ₀₂なる光が照射された場合、第１及び第２のフォ
トダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂には、Ｉ₁＞Ｉ₂なる電流が発
生する。これらの電流Ｉ₁及びＩ₂により、第１の出力端
子ＯＵＴ₁及び第２の出力端子ＯＵＴ₂には、それぞれＶ
₁＜Ｖ₂なる関係を有する電圧が現れる。

【００２０】同様に、図２の（Ｂ）の（ｃ）に示すよう
に、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂の受
光面にＰ₀₁＜Ｐ₀₂なる光が照射された場合、第１及び第
２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂には、Ｉ₁＜Ｉ₂なる
電流が発生される。これらの電流Ｉ₁及びＩ₂により、第
１の出力端子ＯＵＴ₁及び第２の出力端子ＯＵＴ₂には、
それぞれＶ₁＞Ｖ₂なる関係を有する電圧が現れる。

【００２１】第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，
ＰＤ₂に照射される光量差と、第１の出力端子ＯＵＴ₁及
び第２の出力端子ＯＵＴ₂との間に現れる電圧の差Ｖ₁−
Ｖ₂の関係を、図２の（Ｃ）に示す。

【００２２】電流源ＣＳ₁は、例えば図３に示す回路に
よって実現することができる。即ち、フォトダイオード
ＰＤ₁及びＰＤ₂の各アノードの接続点にダイオードＤＯ
のアノードを接続する。そして、このダイオードＤＯ
を、電源Ｅからの電圧を抵抗Ｒ₃及びＲ₄で分割した電圧
によって順方向にバイアスする。これにより、ダイオー
ドＤＯは常に順方向バイアスで一定電流を流すことにな
るので、第１のフォトダイオードＰＤ₁と第２のフォト
ダイオードＰＤ₂とは差動動作することになる。例え
ば、第１のフォトダイオードＰＤ₁及び第２のＰＤ₂にそ
れぞれ５ｍＡの電流が流れている状態において、第１の
フォトダイオードＰＤ₁への照射光量が増加してＩ₁＝７
ｍＡになったとすると、第２のフォトダイオードＰＤ₂
の電流はＩ₂＝３ｍＡに変化する。尚、電流源ＣＳ₁とし
ては、このような回路に限定されず、周知の種々の回路
を用いることができる。

【００２３】以上のように、実施例１によれば、第１の
フォトダイオードＰＤ₁及び第２のＰＤ₂に照射された光
量の差を差動電圧出力電圧として取り出すことができる
ので、第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂で
発生した電流の絶対値に左右されず、たとえ電流値が小
さくとも確実に微弱な光信号を検出することができる。
また、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の値を調整することでゲインの調整
を行うことができる。抵抗を例えば厚膜若しくは薄膜抵
抗体から作製すれば、かかる抵抗体をトリミングするこ
とによって、ゲインの調整を容易に且つ正確に行うこと
ができる。

【００２４】尚、図２の（Ａ）又は図４に示した回路の
各回路要素を同一の半導体チップ上に形成することで光
信号検出装置を構成することもできる。このような構成
にすることによって、各回路要素の電気特性のばらつき
を抑えることが可能になると共に、配線長を短くするこ
とができるので、外部からのノイズの影響を小さくする
ことができ、より微弱な光信号を処理することができる
光信号検出装置を実現できる。

【００２５】（実施例２）実施例１では、第１及び第２
の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂をそれぞれ第１及び第２のフォトダイオ
ードＰＤ₁，ＰＤ₂の上流側に配置することにより、ロー
レベルで有意の信号（アクティブロー）を取り出す構成
とした。一方、実施例２においては、図４に示すよう
に、第１及び第２の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂をそれぞれ第１及び第
２のフォトダイオードＰＤ₁，ＰＤ₂の下流側に配置し、
電流源ＣＳ₁を第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁，
ＰＤ₂の上流側に配置することにより、ハイレベルで有
意の信号（アクティブハイ）を取り出す構成とすること
もできる。このような構成によっても、上記と同様の作
用効果を奏する。

【００２６】更に、実施例１及び実施例２では、第１の
受光素子及び第２の受光素子のそれぞれは、１つのフォ
トダイオードから構成したが、直列又は並列に接続され
た複数のフォトダイオードを用いて構成することもでき
る。例えば、第１の受光素子を構成するフォトダイオー
ドの数と第１の受光素子を構成するフォトダイオードの
数を変えれば、第１の受光素子に入射する光の強度と第
２の受光素子に入射する光の強度が大きく相違した場合
でも、これらの受光素子からの適切な出力電圧に基づ
き、差動出力を得ることができる。場合によっては、第
１の負荷あるいは第２の負荷を省略してもよい。実施例
１若しくは実施例２にて説明した光信号検出装置は、例
えば、先に説明したトラッキングエラー信号の検出に適
用することができる。

【００２７】（実施例３）図５の（Ａ）は、実施例３の
光信号検出装置の構成を示す回路図である。実施例３に
おいては、第１の受光素子として第１のフォトトランジ
スタＰＴ₁を、第２の受光素子として第２のフォトトラ
ンジスタＰＴ₂をそれぞれ用いた。その他の構成要素は
実施例１と同じであり、詳細な説明は省略する。

【００２８】フォトトランジスタＰＴ₁，ＰＴ₂は増幅作
用を有する受光素子である。フォトトランジスタＰ
Ｔ₁，ＰＴ₂は、例えばフォトダイオードのように増幅作
用を有しない受光素子に比べ、同一光量に対して大きい
電流を発生することができる。

【００２９】実施例３の光信号検出装置の回路の動作
は、第１及び第２のフォトトランジスタＰＴ₁，ＰＴ₂で
発生する電流Ｉ₃、Ｉ₄の値が、フォトダイオードを用い
た場合と比較して大きいことを除き、実施例１にて説明
した光信号検出装置の回路の動作と同じである。電流Ｉ
₃、Ｉ₄が大きければ、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂による電圧降下が大
きくなる。従って、第１の出力端子ＯＵＴ₁及び第２の
出力端子ＯＵＴ₂から、十分な大きさの差動出力（Ｖ₃−
Ｖ₄）を得ることができる。図５の（Ｂ）には、光量差
に対する差動出力の特性を示す。即ち、増幅作用を有し
ない受光素子（例えばフォトダイオード）と増幅作用を
有する受光素子（例えばフォトトランジスタ）との差異
を示す。尚、各特性線の傾きは回路定数によって若干変
化する。

【００３０】このように、受光素子としてフォトトラン
ジスタを用いれば、各フォトトランジスタＰＴ₁，ＰＴ₂
で受光された光量の差が小さくても十分な大きさの差動
出力が得られるので、光信号の差を正確に検出できると
共にノイズに強くなるという利点がある。また、受光素
子としてフォトトランジスタを用いれば、微弱な光量で
あっても適切な大きさの電流Ｉ₃、Ｉ₄を得ることができ
る。それ故、光記録媒体を照射する光を生成するための
発光素子、例えばレーザダイオードとして低出力のもの
を用いることができるという利点がある。

【００３１】（実施例４）実施例３の回路は、一般的に
知られている差動増幅回路と同様に、図６の（Ａ）に示
す実施例４のように変形することもできる。図６の
（Ａ）に示す実施例４においては、第１の受光素子は、
２つのフォトトランジスタＰＴ₁₁，ＰＴ₁₂が並列に接続
されて成る。同様に、第２の受光素子は、２つのフォト
トランジスタＰＴ₂₁，ＰＴ₂₂が並列に接続されて成る。
その他の構成は実施例３と同様であり、詳細な説明は省
略する。

【００３２】実施例４の回路構成においては、第１の抵
抗Ｒ₁を流れる電流Ｉ₅はフォトトランジスタＰＴ₁₁，Ｐ
Ｔ₁₂で発生した電流の合計値であり、第２の抵抗Ｒ₂を
流れる電流Ｉ₆はフォトトランジスタＰＴ₂₁，ＰＴ₂₂で
発生した電流の合計値である。従って、各フォトトラン
ジスタＰＴ₁₁〜ＰＴ₂₂に微弱な光が照射された場合であ
っても、大きな電流Ｉ₅，Ｉ₆を得ることができる。尚、
並列に接続されるフォトトランジスタの数はそれぞれ２
個に限定されず、任意の数とすることができる。また、
図６の（Ａ）に示したフォトトランジスタをそれぞれ２
個並列に接続した実施例４の光信号検出装置は、詳細は
後述するが、非点収差法によるフォーカスエラー信号の
検出に適用することができる。

【００３３】（実施例５）図６の（Ｂ）に示す実施例５
は、対数変換回路（ログアンプ）を構成する場合の例で
ある。実施例５においては、第１のフォトトランジスタ
ＰＴ₁と第２のフォトトランジスタＰＴ₂の各エミッタ間
に抵抗Ｒ₅とコンデンサＣとで構成された時定数回路が
設けられている。また、第１のフォトトランジスタＰＴ
₁のエミッタに電流源ＣＳ₂が、第２のフォトトランジス
タＰＴ₂のエミッタに電流源ＣＳ₃が、それぞれ設けられ
ている。このような構成とすることによって、差動出力
として対数出力を得ることができる。また、このような
構成にすることで、例えば、蛍光灯のような点滅する光
といったノイズが各フォトトランジスタに入射したとき
のノイズの影響を無くすことができる。

【００３４】（実施例６）次に、図６の（Ａ）に示した
実施例４の光信号検出装置を非点収差法によるフォーカ
スエラー信号の検出回路に応用した実施例６を、図７を
参照しながら説明する。図７の（Ａ）は、フォーカスエ
ラー信号検出回路の構成を示す回路図である。フォトト
ランジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは同一の電気特性を有し、図
７の（Ｂ）に示すように、受光面が４分割されるように
配置されている。尚、図７の（Ａ）に示した実施例６に
おけるフォトトランジスタＡ，Ｃ，Ｂ，Ｄのそれぞれ
は、図６の（Ａ）に示した実施例４におけるフォトトラ
ンジスタＰＴ₁₁，ＰＴ₁₂，ＰＴ₂₁，ＰＴ₂₂に相当する。
そして、受光面には、例えば図示しない光学系から導か
れた光スポットが照射される。光スポットは、合焦点で
あれば略真円（Ｐ₀₃）となる。この場合、各フォトトラ
ンジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄには均等に光が照射されてい
る。従って、第１の出力端子ＯＵＴ₁と第２の出力端子
ＯＵＴ₂との間に現れる電圧差はゼロとなる。

【００３５】一方、焦点が近すぎると所定方向に傾いた
楕円（例えばＰ₀₄）となり、フォトトランジスタＡ，Ｃ
で発生する電流Ｉ₅が大きくなり、フォトトランジスタ
Ｂ，Ｄで発生する電流Ｉ₆が小さくなる。従って、第１
の出力端子ＯＵＴ₁と第２の出力端子ＯＵＴ₂との間に現
れる電圧は負となる。また、焦点が遠すぎると上記所定
方向と直交する方向に傾いた楕円（例えばＰ₀₅）とな
り、フォトトランジスタＡ，Ｃで発生する電流Ｉ₅が小
さくなり、フォトトランジスタＢ，Ｄで発生する電流Ｉ
₆が大きくなる。従って、第１の出力端子ＯＵＴ₁と第２
の出力端子ＯＵＴ₂との間に現れる電圧は正となる。即
ち、焦点位置に応じて図７の（Ｃ）に示すような特性の
差動電圧出力が得られ、これがフォーカスエラー信号と
して使用される。このフォーカスエラー信号は光学系の
アクチュエータに供給され、その値がゼロ、つまり受光
面での光スポットが略真円になるようにフィードバック
制御される。

【００３６】以上、本発明の光信号検出装置を好ましい
実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。実施例２にて説明した電流
源、第１及び第２の受光素子、並びに第１及び第２の負
荷の配置を、実施例３〜実施例６にて説明した光信号検
出装置に適用することができる。本発明の光信号検出装
置は、光応用装置におけるトラッキングエラー信号の検
出や非点収差法によるフォーカスエラー信号の検出だけ
でなく、ナイフ・エッジ法によるフォーカスエラー信号
の検出への適用の他、２つの場所における光量の差を検
出する必要がある場合ならば如何なる分野に対しても適
用することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光信号検
出装置によれば、第１及び第２の受光素子に照射された
光量の差を電圧の差動出力として得ることができるの
で、電流の絶対値に左右されることなく、たとえ第１及
び第２の受光素子で発生する電流値が小さくても、確実
に微弱な光信号の変化を検出することができる。また、
差動動作させることにより外部から照射される不必要な
均一な光を相殺することができるので対環境性が向上す
る。また、差動動作させることにより暗電流を相殺する
ことができるので安定した動作が可能となる。

【００３８】更に、従来のように、Ｉ−Ｖ変換器や演算
増幅器が不要となるので、光信号検出装置あるいは光応
用装置を構成する部品点数を減らすことができ、光ピッ
クアップの小型化及びコストダウンを実現できる。ま
た、部品点数の減少により、各部品の電気特性のばらつ
きに起因したＳ／Ｎ比の劣化を防止することができ、光
信号検出装置の信頼性を向上させることができる。更に
は、本発明の光信号検出装置における出力信号には、図
８の（Ｂ）に示した従来の技術における出力信号のよう
にオフセット値を含んでいない。従って、出力信号の処
理が従来の装置と比較して容易になる。

【００３９】受光素子としてフォトトランジスタを用い
れば、微弱な光量であっても適切な大きさの電流が得ら
れるので、光記録媒体を照射する光を生成するための発
光素子、例えばレーザダイオードとして低出力のものを
用いることができ、低消費電力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光信号検出装置の基本構成を示すブロ
ック図である。

【図２】実施例１の光信号検出装置の構成及び動作を説
明するための図である。

【図３】各実施例における電流源の構成の一例を示す図
である。

【図４】実施例２の光信号検出装置の構成を示す図であ
る。

【図５】実施例３の光信号検出装置の構成及び動作を説
明するための図である。

【図６】実施例４及び実施例５の光信号検出装置の構成
を示す図である。

【図７】実施例４をフォーカスエラー信号検出回路に適
用した実施例６の光信号検出装置の構成及び動作を説明
するための図である。

【図８】従来の光応用装置に用いられる光ピックアップ
の一般的な光信号検出回路の一部を示す図である。

【符号の説明】

ＰＤ₁，ＰＤ₂ フォトダイオードＰＴ₁，ＰＴ₁₁，ＰＴ₁₂，ＰＴ₂，ＰＴ₂₁，ＰＴ₂₂，Ａ，
Ｂ，Ｃ，ＤフォトトランジスタＲ₁，Ｒ₂ 抵抗（負荷）ＯＵＴ₁ 第１の出力端子ＯＵＴ₂ 第２の出力端子ＣＳ₁，ＣＳ₂，ＣＳ₃ 電流源Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅ 抵抗ＤＯダイオードＥ電源Ｃコンデンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）第１の受光素子と、（ロ）第２の受
光素子と、（ハ）電流源とを備え、第１の受光素子及び第２の受光素子の一端部は、電流源
に接続されており、第１の受光素子の他端部に第１の出力端子が設けられ、
第２の受光素子の他端部に第２の出力端子が設けられて
いることを特徴とする光信号検出装置。
【請求項２】前記第１又は第２の受光素子の何れか一方
の他端部に負荷が接続されており、該第１又は第２の受
光素子と負荷との間に第１又は第２の出力端子が設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の光信号検出
装置。
【請求項３】前記第１及び第２の受光素子の双方の他端
部のそれぞれに第１及び第２の負荷が接続されており、
該第１及び第２の受光素子と第１及び第２の負荷との間
のそれぞれに第１及び第２の出力端子が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光信号検出装置。
【請求項４】前記第１又は第２の受光素子の何れか一方
又は双方は、直列に接続された複数の受光素子から成る
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
に記載の光信号検出装置。
【請求項５】前記第１又は第２の受光素子の何れか一方
又は双方は、並列に接続された複数の受光素子から成る
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
に記載の光信号検出装置。
【請求項６】受光素子は、フォトダイオード又はフォト
トランジスタから成ることを特徴とする請求項１乃至請
求項５のいずれか１項に記載の光信号検出装置。