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OEICの種類と構造
 当社で生産しているOEICは下の表のようにメインOEIC(信号読取受光IC)とフロントモニタ用OEIC(レーザーパワーモニター用受光IC)の2種類に分類する事ができます。
メインOEIC フロントモニターOEIC
光ディスクから信号を読み取るためのOEICです
レーザー光のパワーをモニターするためのOEICです。
一般的に4つ以上に分割されたフォトダイオードを内蔵しており、光ディスクから反射されたレーザー光を受光して、サーボ(フォーカシングサーボ、トラッキングサーボ)用の信号とRF信号(光ディスクに記録されたデータ)を出力します。
レーザーダイオードの出射パワーを最適に制御するため、レーザーダイオードの出射した光の一部を受光してレーザーパワーをモニターします。 一般的に受光部は直径1mm以下の円形で、分割されていません。
 OEICの基本機能はレーザー光を受光して、電気信号に変換して出力することです。 このため、いずれのOEICもフォトダイオードと、I/Vアンプ(電流電圧変換アンプ)を内蔵しています。 フォトダイオードは光を電流に変換する素子で、入射光量に対する出力電流の直線性(リニアリティー)が高く、小型軽量、安価、長寿命などの優れた特徴があり、光電変換素子として広く使われています。 当社のOEICで使用しているフォトダイオードはPINフォトダイオードと呼ばれる種類のフォトダイオードです。 PINフォトダイオードはP層とN層の間に不純物濃度が非常に低いI(intrinsic)層を挟んだ構造になっており、空乏層幅が広いため寄生容量が小さく、高速応答特性に優れています。
 下の写真は当社製OEICのチップ顕微鏡写真です。 わかりやすくするため、エリアごとに色付けしてあります。 フォトダイオードとアンプが1チップに集積されたモノリシックタイプです。 フォトダイオードの表面は光電変換効率を高くするため、反射防止膜が付けられており、光の反射率が低いので暗い色に見えます。 フォトダイオードの周囲には、電源やアンプなどの回路が配置され、チップの最外周部にはチップから端子を取り出すためのボンディングパッドが配置されています。 フォトダイオード以外のエリアは、トランジスタ等の素子に光が当たって回路が誤動作をしないように、金属薄膜で遮光されています。
MTC製OEICのチップ顕微鏡写真
 光デイスクドライブには一般に普及しているCD、DVDに加え、最近ではBlu-rayやHD-DVDなどのメディアがあり、メディアの種類によって使用するレーザーの波長が異なります。 フォトダイオードの特性は受光する光の波長によって変化するため、それぞれのメディアで使用する波長に合わせてフォトダイオードの特性を最適化して設計をする必要があります。 例えば下図に示すように、光がSi基板に吸収される深さは光の波長によって異なります。 光の波長が短いほど浅い領域で吸収され、波長が長いほど深い領域で吸収されます。 従って、受光する光の吸収される深さに適したフォトダイオードの構造にする必要があります。
 また、それぞれのメディアについて再生専用のものと、記録および再生の両方ができるものがあります。 ディスクにデータを記録する場合はハイパワーのパルスレーザーを使用するため、記録に対応したOEICは、再生専用のOEICの特性に加えて、ハイパワーパルスレーザー入射時の高速応答特性が必要になります。フォトダイオードのパターンは、対応するメディアやサーボ方式によってが異なります。 従って、対応するメディア、再生専用か記録再生両用などの用途に応じて、設計を最適化したOEICを使用する必要があります。 下表に代表的なサーボ方法とそれぞれに対応したPDパターンの例をまとめます。
対応メディア CD-ROM CD-R/RW DVD-ROM DVD-R/RW
/RAM
レーザー波長 780nm 780nm 650nm 650nm
PDパターンの例
フォーカシング
サーボの例
非点収差法 非点収差法 非点収差法 差動非点
収差法
トラッキング
サーボの例
3ビーム法 差動
プッシュプル法
位相差法 位相差法
差動プッシュプル法
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