JP5049887B2 - 光伝送装置 - Google Patents
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Description
ここに示す光伝送装置9は、発光素子62を備える光送信部6Aと、受光素子73を備える光受信部7Aと、前記発光素子62及び受光素子73を光学的に結合する光伝送媒体8とを有する。ここで、発光素子62としてはレーザダイオードが、受光素子73としてはフォトダイオードがそれぞれ例示できる。また、光伝送媒体としては、光ファイバや高分子導波路等が用いられる。
そして、光送信部6Aは、さらに発光素子62の発光を制御するレーザ駆動IC等の駆動回路67等を備える。また、光受信部7Aは、さらにトランスインピーダンスアンプ(TIA)76、リミッティングアンプ71等を備える。
例えば、特許文献1で開示されている光伝送装置は、図25に例示するように、光送信部6Bが、前記駆動回路67及び発光素子62に加え、さらにフォトダイオード等のモニタ用受光素子63、トランスインピーダンスアンプ66及び差分回路68を備える。前記モニタ用受光素子63は、発光素子62近傍に備えられ、発光素子62から出力された光の一部を受信して、その受光強度に応じた電流を発生し、トランスインピーダンスアンプ66はその入力電流を電圧に変換した後、それを増幅させて出力する。出力された受光電圧は、差分回路68で予め設定された電圧値と比較され、差分の電圧が差分回路68より出力される。
このような構成とすることで、光伝送装置は、モニタ用受光素子63で検知した受光強度をフィードバックし、発光素子62を駆動する駆動電流を変化させて、発光素子62の出力光強度を安定して維持する。
このような構成とすることで、光伝送装置は、発光素子62周囲で温度が変化しても、発光素子62の出力光強度を安定して維持する。
このような構成とすることで、光伝送装置は、レベル検出器79が検知した受光素子73の受光強度に基づいて、信号光強度やトランスインピーダンスアンプ76の増倍率を変化させて、受光強度が変動しても外部への出力信号を安定して維持する。
特許文献2で開示されている光伝送装置においては、光送信部に別途、温度検知手段が必要であり、コスト高になるという問題点がある。また、発光素子の経年劣化による発光強度の変動に対して、通信の安定化がはかれないという問題点がある。
特許文献3で開示されている光伝送装置においては、AGC回路が広いダイナミックレンジを有するように、常に過剰なゲインを準備する必要から、消費電力が大きくなるという問題点がある。また、光受信部の構成が複雑になり、装置の小型化が困難であるだけでなく、コスト高になるという問題点がある。
機器内や機器間といった比較的短い距離に適用する光伝送装置には、小型化及び低コスト化が求められ、形状にも様々な制約が課されるが、上記のような通信を安定化できる従来の光伝送装置では、このような課題に対して十分な対策が講じられていないのが実情である。
請求項1にかかる発明は、発光素子を備えた光送信部、受光素子を備えた光受信部、及び前記発光素子及び受光素子を光学的に接続する光伝送媒体を有し、前記光受信部は、前記受光素子が受光した光から変換された電気信号より、前記光送信部の発光素子の光出力を調整するためのバイアス電流を発生させる電流源と、前記受光素子で受光した光の強度を計測し、該計測値に基づいて前記電流源によって発生させるバイアス電流の大きさを制御する誤差検出器と、前記誤差検出器と電流源との間に設けられたローパスフィルタとを備えており、さらに、前記バイアス電流を前記電流源から前記発光素子へ有線方式により伝送する電気伝送手段を有することを特徴とする光伝送装置である。
請求項2にかかる発明は、前記受光素子で受光した光強度の平均値を算出する平均値算出器を前記光受信部に備えることを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置である。
請求項3にかかる発明は、前記光送信部にインピーダンス整合器を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光伝送装置である。
請求項4にかかる発明は、前記光受信部にインピーダンス整合器を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項5にかかる発明は、前記光受信部に、トランスインピーダンスアンプを備え、前記受光素子、トランスインピーダンスアンプ、ローパスフィルタ及び誤差検出器がこの順序で配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項6にかかる発明は、前記光送信部において、電気伝送手段と発光素子との間にローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項7にかかる発明は、前記光送信部への外部からの入力信号が差動入力信号であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項8にかかる発明は、前記光送信部において、電気伝送手段と発光素子との間に保護回路を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項9にかかる発明は、前記光伝送媒体及び電気伝送手段として、これらが一体化された光電気複合ケーブル、基板上に光導波路及び前記電気伝送手段が設けられた光電気複合配線基板、又は金属を被覆した光導波路を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
請求項10にかかる発明は、前記光送信部及び前記光受信部がそれぞれ導電性のパッケージで気密封止され、前記電気伝送手段がそれぞれのパッケージに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光伝送装置である。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5は、発光素子12を備えた光送信部1、受光素子23を備えた光受信部2、及び前記発光素子12及び受光素子23を光学的に接続する光伝送媒体3を有する。
光受信部2は、光送信部1の発光素子12を駆動するバイアス電流を発生させる定電流源29を備える。
そして光伝送装置5は、さらに、前記バイアス電流を定電流源29から発光素子12へ伝送する電気伝送手段31を有する
受光素子23は公知のもので良く、具体的にはフォトダイオードが例示できる。
光伝送媒体3として具体的には、光ファイバ、基板型光導波路等の光通信用光導波路が例示できる。
電気伝送手段31としては、図示するような有線方式により電流を伝送するための電気伝送媒体、又は無線方式により電流を伝送する手段が例示できる。電気伝送手段31としては、いずれも公知のものが使用できる。
発光素子12から光伝送媒体3を通じて光受信部2の受光素子23に光信号が伝送されると、受光素子23において受光強度に基づき電流が発生し、これを例えば、トランスインピーダンスアンプ(以下、TIAと略記することがある)26において電圧に変換及び増幅する。なお、TIA26を制御するための電力は、ここでは図示を省略するが、外部より供給される。
定電流源29は、所定の電流を発生し、電気伝送手段31を通じてこれを光送信部1の発光素子12に伝送して、発光素子12を駆動するためのバイアス電流として用いる。このように、発光素子12は、外部からの変調信号と前記バイアス電流とで駆動されることになる。
なお、図中の実線は情報を伝送するための信号の流れを、点線は光受信部からのバイアス電流の流れを示す。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Aは、前記第1の実施形態において、固定式の定電流源29に代わり、可変式の電流源24を設け、該電流源24とTIA26との間を電気的に接続し、信号を伝送できるようにしたものである。
電流源24は、TIA26から出力された電圧信号を基に、予め決められた電圧信号に対応した最適な値の電流を発生し、電気伝送手段31を通じてこれを光送信部1Aの発光素子12に伝送して、発光素子12を駆動するためのバイアス電流として用いる。
図3は、本発明の第3の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Bは、前記第2の実施形態において、光受信部2Aに誤差検出器28を備えるように構成したものである。
誤差検出器28は、受光素子23で受光した光の強度(受光強度)を計測し、これと基準強度との誤差値を算出し、該誤差値に基づいて電流源24によって発生させるバイアス電流の大きさを制御するものである。誤差検出器28は、受光強度の計測を常時行うように設定できる。
図4は、本発明の第4の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Cは、前記第3の実施形態において、光受信部2BのTIA26と誤差検出器28との間に平均値算出器25を備えるように構成したものである。
平均値算出器25は、受光素子23で受光した光の強度を計測し、その平均値を算出して出力するものである。平均値算出器25は、受光強度の計測を常時行うように設定できる。
図5は、本発明の第5の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Dは、前記第3の実施形態において、光送信部1Aの入力信号を受ける経路にインピーダンス整合器17を備えるように構成したものである。
インピーダンス整合器17は固定式のものである。ここで固定式のインピーダンス整合器としては、抵抗が多段に並設され、所望のインピーダンスに合うように複数の抵抗を並列に接続したものが例示できる。また、インピーダンスを変化させることができるものであれば、抵抗を使用していないものでも良い。
なお、ここでは、誤差検出器28が設けられているものについて説明したが、光送信部にインピーダンス整合器17を備える場合、誤差検出器28が設けられていなくても、同様の効果が得られる。
本発明の第6の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光送信部1Aの入力信号を受ける経路に、インピーダンス整合器を備えるように構成したものである(図示略)。
インピーダンス整合器は固定式のものである。ここで固定式のインピーダンス整合器としては、抵抗が多段に並設され、所望のインピーダンスに合うように複数の抵抗を並列に接続したものが例示できる。また、インピーダンスを変化させることができるものであれば、抵抗を使用していないものでも良い。
本実施形態によれば、光信号の波形劣化が抑制され、発光素子や光送信部のインピーダンスのずれによる特性劣化を防止できる。また、光送信部を接続する基板のインピーダンスが変化する場合にも適用できる。さらに、平均値算出器とインピーダンス整合器とを併用するので、光信号の直流成分と変調成分が共に安定し、長期に渡り良好な通信品質を確保できる。
本発明の第7の実施形態に係る光伝送装置は、前記第5の実施形態において、固定式のインピーダンス整合器17に代わり、可変式のインピーダンス整合器を設けたものである(図示略)。ここで、可変式のインピーダンス整合器としては、電圧等でインピーダンスを制御するものが例示できるが、インピーダンスを変化させることができるものであれば、これに限定されない。
本実施形態においては、第5の実施形態と同様に、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本実施形態によれば、光送信部に入力される変調信号の変化に対して、最適なインピーダンスを制御できる。また、部品実装時にそれぞれの部品のインピーダンスがばらつくことによる特性劣化も抑制できる。
本発明の第8の実施形態に係る光伝送装置は、前記第6の実施形態において、固定式のインピーダンス整合器17に代わり、可変式のインピーダンス整合器を設けたものである(図示略)。ここで、可変式のインピーダンス整合器としては、電圧等でインピーダンスを制御するものが例示できるが、インピーダンスを変化させることができるものであれば、これに限定されない。
本実施形態によれば、光送信部に入力される変調信号の変化に対して、最適なインピーダンスを制御できる。また、部品実装時にそれぞれの部品のインピーダンスがばらつくことによる特性劣化も抑制できる。さらに、平均値算出器とインピーダンス整合器とを併用するので、光信号の直流成分と変調成分が共に安定し、長期に渡り良好な通信品質を確保できる。
図6は、本発明の第9の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Eは、前記第3の実施形態において、光受信部2Bにインピーダンス整合器27を備えるように構成したものである。
インピーダンス整合器27は固定式のものであり、前記第5の実施形態における固定式のインピーダンス整合器17と同様のものである。
なお、ここでは、誤差検出器28が設けられている例を示しているが、誤差検出器28が設けられていなくても、同様の効果が得られる。
本発明の第10の実施形態に係る光伝送装置は、前記第9の実施形態において、固定式のインピーダンス整合器27に代わり、可変式のインピーダンス整合器を設けたものである(図示略)。ここで、可変式のインピーダンス整合器としては、前記第7の実施形態におけるものと同様のもので良い。
本実施形態においては、第9の実施形態と同様に、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本実施形態によれば、光送信部から伝送されてくる変調信号の変化に対して、最適なインピーダンスを制御できる。また、部品実装時にそれぞれの部品のインピーダンスがばらつくことによる特性劣化も抑制できる。
図7は、本発明の第11の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Fは、前記第3の実施形態において、誤差検出器28と電流源24との間にローパスフィルタ(以下、LPFと略記することがある)21を備えるように構成したものである。
なお、ここでは、誤差検出器28が備えられているものについて説明したが、誤差検出器28が設けられていなくても、同様の効果が得られる。
本発明の第12の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、誤差検出器28と電流源24との間にLPFを備えるように構成したものである(図示略)。
本実施形態によれば、平均値算出器25で高周波の電気信号の周波数を十分低下させた上で、LPFを用いて低周波の電気信号だけを通過させ、これを電流源24から発光素子12に伝送できるので、一層ノイズが少ない安定した通信が可能となり、その結果、発光素子12の発光強度の安定性が向上する。
本発明の第13の実施形態に係る光伝送装置は、前記第11の実施形態において、LPF21を、誤差検出器28と電流源24との間に代わり、TIA26と誤差検出器28との間に備えるように構成したものである(図示略)。すなわち、光受信部において、受光素子23、TIA26、LPF21及び誤差検出器28を、この順で配置したものである。
本実施形態によれば、第11の実施形態と同様の効果が得られ、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本発明の第14の実施形態に係る光伝送装置は、前記第12の実施形態において、LPFを、誤差検出器28と電流源24との間に代わり、平均値算出器25と誤差検出器28との間に備えるように構成したものである(図示略)。すなわち、光受信部において、受光素子23、TIA26、平均値算出器25、LPF及び誤差検出器28を、この順で配置したものである。
本実施形態によれば、第12の実施形態と同様の効果が得られる。
図8は、本発明の第15の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Gは、前記第3の実施形態において、光送信部内の電気伝送手段31と発光素子12との間にLPF21を備えるように構成したものである。
光伝送装置5Gによれば、LPF21を用いることで、変調信号として伝送されてきた高周波の電気信号を遮断して、低周波の電気信号だけを電流源24から光送信部1C内の発光素子12に伝送できるので、ノイズが少ない安定した通信が可能となり、その結果、発光素子12の発光強度の安定性が向上する。
本実施形態においては、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本発明の第16の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光送信部1A内の電気伝送手段31と発光素子12との間にLPFを備えるように構成したものである(図示略)。
本実施形態によれば、平均値算出器25で高周波の電気信号の周波数を十分低下させた上で、LPFを用いて低周波の電気信号だけを電流源24から光送信部内の発光素子12に伝送できるので、ノイズが少ない安定した通信が可能となり、その結果、発光素子12の発光強度の安定性が向上する。
図9は、本発明の第17の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Hは、前記第3の実施形態において、光送信部への外部からの入力信号が差動入力信号となるように構成したものである。
光送信部1Dに入力される差動入力信号は、公知のもので良く、好ましいものとしてLVDS信号が例示できる。
光伝送装置5Hによれば、差動入力信号を用いることで、ノイズに対する耐性が強い通信が可能となる。
本発明の第18の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光送信部1Aへの外部からの入力信号が差動入力信号となるように構成したものである(図示略)。
本実施形態によれば、差動入力信号を用いることで、ノイズに対する耐性が強い通信が可能となる。
図10は、本発明の第19の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Iは、前記第3の実施形態において、光送信部内の電気伝送手段31と発光素子12との間に保護回路14を備えるように構成したものである。
光伝送装置5Iによれば、光送信部1E内の発光素子12を駆動する電流信号に急激な変化が生じても、発光素子12が保護回路14で保護されるので、通信の長期信頼性が向上する。
本発明の第20の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光送信部1A内の電気伝送手段31と発光素子12との間に保護回路を備えるように構成したものである(図示略)。
本実施形態によれば、光送信部内の発光素子12を駆動する電流信号に急激な変化が生じても、発光素子12が保護回路14で保護されるので、通信の長期信頼性が向上する。
図11は、本発明の第21の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Jは、前記第3の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、これらが一体化された光電気複合ケーブルを有するように構成したものである。
光電気複合ケーブル35としては、光伝送媒体である光ファイバと、電気伝送手段である電気配線とが複合化されたものが例示できる。
光伝送装置5Jは、発光素子12が受光素子23及び電流源24と一つの媒体で結合されているので、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。
本実施形態においては、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本発明の第22の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、これらが一体化された光電気複合ケーブルを有するように構成したものである(図示略)。
光電気複合ケーブルとしては、前記第21の実施形態で挙げたものが例示できる。
本実施形態によれば、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。
図12は、本発明の第23の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Kは、前記第3の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、基板上に光導波路及び前記電気伝送手段が設けられた光電気複合配線基板を有するように構成したものである。
光電気複合配線基板36としてより具体的には、電気伝送手段である電気配線が形成された基板上に、光伝送媒体である光導波路が配置されたものが例示できる。光導波路は特に限定されず、ガラスやプラスチックを主成分とする光ファイバ;誘電体;半導体;高分子等が例示できる。
光伝送装置5Kは、発光素子12が受光素子23及び電流源24と一つの媒体で結合されているので、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。
本実施形態においては、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
本発明の第24の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、基板上に光導波路及び前記電気伝送手段が設けられた光電気複合配線基板を有するように構成したものである(図示略)。
光電気複合配線基板としては、前記第23の実施形態で挙げたものが例示できる。
本実施形態によれば、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。
図13は、本発明の第25の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Lは、前記第3の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、金属を被覆した光導波路を有するように構成したものである。
金属を被覆した光導波路37としてより具体的には、光伝送媒体である光ファイバの外周に電気伝送手段である金属が被覆されたものが例示できる。ただし、光伝送媒体は光ファイバ以外のものでも良いし、金属は電気伝導度が良好なものであればいずれでも良い。
光伝送装置5Lは、発光素子12が受光素子23及び電流源24と一つの媒体で結合されているので、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。また、例えば、外周が金属で被覆された光ファイバは、形状が変化し難く、通常の光ファイバとは異なり実装時に撓み難いので、安定的な位置合わせが可能である。そのため、かかる光伝送装置は大量生産や低コスト化に有利である。
本発明の第26の実施形態に係る光伝送装置は、前記第4の実施形態において、光伝送媒体及び電気伝送手段として、金属を被覆した光導波路を有するように構成したものである(図示略)。
金属を被覆した光導波路としては、前記第25の実施形態で挙げたものが例示できる。
本実施形態によれば、取り扱い性が向上し、実装コストが低減できる。また、例えば、外周が金属で被覆された光ファイバは、形状が変化し難く、通常の光ファイバとは異なり実装時に撓み難いので、安定的な位置合わせが可能である。そのため、かかる光伝送装置は大量生産や低コスト化に有利である。
図14は、本発明の第27の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Mは、前記第22の実施形態において、少なくとも一部が導電性を有するパッケージで、光送信部及び光受信部がそれぞれ気密封止され、電流源24、電気伝送手段、発光素子12が、それぞれのパッケージを通じて電気的に接続されるように構成したものである。具体的には、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ90で光送信部1Fが気密封止され、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ91で光受信部2Fが気密封止されている。そして、光電気複合ケーブル35のうち電気伝送手段が、光送信部1Fに含まれる発光素子12と、前記パッケージ90を通じて電気的に接続されている。また、前記電気伝送手段が、光受信部2Fに含まれる電流源24と、前記パッケージ91を通じて電気的に接続されている。
パッケージ90及び91として、より具体的には、少なくとも一部が金属からなるパッケージが例示できるが、主な材質は特に限定されず、鉄、非鉄金属、貴金属が例示できる。また、用途によっては、樹脂を金属で被覆したパッケージを用いることもできる。さらに、導電性を有する樹脂製のパッケージを用いることもできる。
なお、ここでは、平均値算出器25が設けられているものについて説明したが、平均値算出器25が設けられていなくても、同様の効果が得られる。また、誤差検出器28及び平均値算出器25がいずれも設けられていなくても、同様の効果が得られる。
図15は、本発明の第28の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Nは、前記第24の実施形態において、少なくとも一部が導電性を有するパッケージで、光送信部及び光受信部がそれぞれ気密封止され、電流源24、電気伝送手段、発光素子12が、それぞれのパッケージを通じて電気的に接続されるように構成したものである。具体的には、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ90で光送信部1Fが気密封止され、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ91で光受信部2Fが気密封止されている。そして、光電気複合配線基板36のうち電気伝送手段が、光送信部1Fに含まれる発光素子12と、前記パッケージ90を通じて電気的に接続されている。また、前記電気伝送手段が、光受信部2Fに含まれる電流源24と、前記パッケージ91を通じて電気的に接続されている。
パッケージ90及び91としては、前記第27の実施形態で挙げたものが例示できる。
なお、ここでは、平均値算出器25が設けられているものについて説明したが、平均値算出器25が設けられていなくても、同様の効果が得られる。また、誤差検出器28及び平均値算出器25がいずれも設けられていなくても、同様の効果が得られる。
図16は、本発明の第29の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。
ここに例示する光伝送装置5Pは、前記第26の実施形態において、少なくとも一部が導電性を有するパッケージで、光送信部及び光受信部がそれぞれ気密封止され、電流源24、電気伝送手段、発光素子12が、それぞれのパッケージを通じて電気的に接続されるように構成したものである。具体的には、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ90で光送信部1Fが気密封止され、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ91で光受信部2Fが気密封止されている。そして、金属を被覆した光導波路37のうち電気伝送手段が、光送信部1Fに含まれる発光素子12と、前記パッケージ90を通じて電気的に接続されている。また、前記電気伝送手段が、光受信部2Fに含まれる電流源24と、前記パッケージ91を通じて電気的に接続されている。
パッケージ90及び91としては、前記第27の実施形態で挙げたものが例示できる。
なお、ここでは、平均値算出器25が設けられているものについて説明したが、平均値算出器25が設けられていなくても、同様の効果が得られる。また、誤差検出器28及び平均値算出器25がいずれも設けられていなくても、同様の効果が得られる。
前記第27〜第29の実施形態では、少なくとも一部が導電性を有するパッケージで、光送信部及び光受信部がそれぞれ気密封止され、電流源、電気伝送手段、発光素子が、それぞれのパッケージを通じて電気的に接続されるように構成したものについて説明したが、第1の実施形態においても、同様の構成とすることができる。すなわち、ここでは図示を省略するが、前記第一の実施形態において、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ90で光送信部1が気密封止され、少なくとも一部が導電性を有するパッケージ91で光受信部2が気密封止されており、電気伝送手段が、発光素子12と前記パッケージ90を通じて電気的に接続され、さらに定電流源29と前記パッケージ91を通じて電気的に接続されるように構成しても良い。ここで、電気伝送手段は上記と同様である。
図17は、本発明の第30の実施形態に係る光伝送装置を例示する概略構成図である。ここに例示する光伝送装置5Qは、前記第3の実施形態において、前記電気伝送手段が、無線方式により電流を伝送する手段であるように構成したものである。
無線方式により電流を伝送する手段32としては、光受信部2G内に設けられ、電流源24で発生させたバイアス電流を電波として発信するための変調器及び第2のアンテナ、並びに光受信部1G内に設けられ、前記電波を受信してバイアス電流に復調する第1のアンテナ及び復調回路が例示できる。
光伝送装置5Qによれば、バイアス電流を伝送するための電気配線が不要になる。
本実施形態においては、誤差検出器28が設けられていなくても、設けられている場合と同様の効果が得られる。
例えば、光受信部に電流源を備えるもの(例えば、第2の実施形態)においては、誤差検出器、平均値算出器、インピーダンス整合器及びLPFからなる群から選択される任意の二種以上を組み合わせて、光受信部に備えるように構成しても良い。
ここまでは、光受信部の受光素子が受光した光信号から、バイアス電流を発生させ、これを光送信部の発光素子に伝送して発光素子の発光強度を制御する形式の光伝送装置について説明したが、双方向通信によりフィードバック制御する構成で通信を安定化させることもできる。このような光伝送装置としては、以下のようなものが挙げられ、いずれも、小型化が可能でありながら、双方向通信を可能とするものである。
第1の受光素子130及び第2の受光素子230は、図1における受光素子23と同様のものである。
第1の光伝送媒体30及び第2の光伝送媒体40は、図1における光伝送媒体3と同様のものである。
第1のTIA160及び第2のTIA260は、図1におけるTIA26と同様のものである。
なお、第1のTIA160及び第2のTIA260をそれぞれ制御するための電力は、ここでは図示を省略するが、いずれも外部より供給される。
光伝送装置50Aは、前記第2の実施形態に係る光伝送装置と同様の効果を奏するものである。
なお、ここでは、第1のTIA160及び第1の誤差検出器180、第2のTIA260及び第2の誤差検出器280が、いずれも互いに直接接続されているものについて説明したが、TIAと誤差検出器の間に平均値算出器を設けても、同様の効果が得られる。
このようにすることで、光伝送媒体の数を低減できるので、光伝送装置の一層の小型化が可能であり、取り扱い性も向上する。
なお、ここでは、第1のTIA160及び第1の誤差検出器180、第2のTIA260及び第2の誤差検出器280が、いずれも互いに直接接続されているものについて説明したが、TIAと誤差検出器の間に平均値算出器を設けても、同様の効果が得られる。
光伝送装置50Cは、第2の受光素子230の受光強度に基づいて第1の発光素子120の発光強度を制御し、第1の受光素子130の受光強度に基づいて第2の発光素子220の発光強度を制御するので、それぞれの制御を独立して行うことができ、光伝送装置50Aよりも安定な通信が可能となる。
光伝送装置50Cは、例えば、高速伝送ケーブルの一つの規格であるUSB(Universal Serial Bus)ケーブル、Infinibandケーブル、携帯電話の筐体内配線、ゲーム機とディスプレイとの接続用配線、ディスプレイやカメラの映像用配線等の分野で好適に用いることができる。
なお、ここでは、第1のTIA160及び第1の誤差検出器180、第2のTIA260及び第2の誤差検出器280が、いずれも互いに直接接続されているものについて説明したが、TIAと誤差検出器の間に平均値算出器を設けても、同様の効果が得られる。
このようにすることで、光伝送媒体の数を低減できるので、光伝送装置の一層の小型化が可能であり、取り扱い性も向上する。
光伝送装置50Dは、例えば、高速伝送ケーブルの一つの規格であるUSB(Universal Serial Bus)ケーブル、Infinibandケーブル、携帯電話の筐体内配線、ゲーム機とディスプレイとの接続用配線、ディスプレイやカメラの映像用配線等の分野で好適に用いることができる。
なお、ここでは、第1のTIA160及び第1の誤差検出器180、第2のTIA260及び第2の誤差検出器280が、いずれも互いに直接接続されているものについて説明したが、TIAと誤差検出器の間に平均値算出器を設けても、同様の効果が得られる。
光伝送装置500Aは、例えば、高速伝送ケーブルの一つの規格であるHDMI(High−Definition Multimedia Interface)ケーブル、Display portケーブル、高速データ転送機器、業務用複写機、ゲーム機とディスプレイとの接続用配線、ディスプレイやカメラの映像用配線等の分野で好適に用いることができる。
光伝送装置500Bによれば、光伝送媒体と電気伝送手段の数を低減でき、その結果、光電気複合ケーブルの外径を小さくできる。
光伝送装置500Bは、例えば、高速伝送ケーブルの一つの規格であるHDMI(High−Definition Multimedia Interface)ケーブル、Display portケーブル、高速データ転送機器、業務用複写機、ゲーム機とディスプレイとの接続用配線、ディスプレイやカメラの映像用配線等の分野で好適に用いることができる。
Claims (10)
- 発光素子を備えた光送信部、受光素子を備えた光受信部、及び前記発光素子及び受光素子を光学的に接続する光伝送媒体を有し、
前記光受信部は、
前記受光素子が受光した光から変換された電気信号より、前記光送信部の発光素子の光出力を調整するためのバイアス電流を発生させる電流源と、
前記受光素子で受光した光の強度を計測し、該計測値に基づいて前記電流源によって発生させるバイアス電流の大きさを制御する誤差検出器と、
前記誤差検出器と電流源との間に設けられたローパスフィルタとを備えており、
さらに、前記バイアス電流を前記電流源から前記発光素子へ有線方式により伝送する電気伝送手段を有する
ことを特徴とする光伝送装置。 - 前記受光素子で受光した光強度の平均値を算出する平均値算出器を前記光受信部に備えることを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。
- 前記光送信部にインピーダンス整合器を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の光伝送装置。
- 前記光受信部にインピーダンス整合器を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光受信部に、トランスインピーダンスアンプを備え、前記受光素子、トランスインピーダンスアンプ、ローパスフィルタ及び誤差検出器がこの順序で配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光送信部において、電気伝送手段と発光素子との間にローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光送信部への外部からの入力信号が差動入力信号であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光送信部において、電気伝送手段と発光素子との間に保護回路を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光伝送媒体及び電気伝送手段として、これらが一体化された光電気複合ケーブル、基板上に光導波路及び前記電気伝送手段が設けられた光電気複合配線基板、又は金属を被覆した光導波路を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光伝送装置。
- 前記光送信部及び前記光受信部がそれぞれ導電性のパッケージで気密封止され、前記電気伝送手段がそれぞれのパッケージに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光伝送装置。
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