(57)【要約】【課題】消費電力の増大を抑えつつ、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減する。【解決手段】増幅部７は、入力されたアナログ信号を増幅し、所定形式のデジタル信号に変換して出力する。増幅部７は、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部１０と、デジタル信号を処理するデジタル回路部２０とが設けられている。アナログ回路部１０は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路１２と、増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断するＬＰＦ１３とを備える。デジタル回路部２０は、高周波成分の遮断された信号を波形整形する整形回路２１と、波形整形された信号を所定形式のデジタル信号に変換して出力するデジタル出力回路２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置において、
基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられており、
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行うものであり、
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって増幅と高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力するものであることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路が増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタとを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路を備えており、該増幅回路は、上記高周波成分を遮断するようにゲインが調整されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記ゲインは、上記増幅回路を駆動する電流値で調整されていることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記電流値は、１ｍＡ以下であることを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記電流値は、上記高周波成分を遮断する遮断周波数が、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数との間になるように、上記ゲインを調整する値であることを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記アナログ回路部は、上記増幅回路を複数段備えることを特徴とする請求項３から６までの何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記アナログ回路部は、上記増幅と上記高周波成分の遮断とを行った信号を差動出力することを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を波形整形する波形整形回路と、該波形整形回路が整形した信号を上記デジタル信号に変換して出力する変換回路とを備えることを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記波形整形回路は、インバータであることを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を上記デジタル信号に変換することにより上記波形整形を行って出力する変換回路を備えることを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
上記アナログ回路部と上記デジタル回路部とが容量結合されていることを特徴とする請求項１から１１までの何れか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
外部から信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号を処理する受信処理部とを備える受信装置であって、
上記受信処理部は、請求項１から１２までの何れか１項に記載の信号処理装置であることを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
外部に信号を送信する送信装置と、外部から信号を受信して処理する受信装置とを備える送受信装置であって、
上記受信装置は、請求項１３に記載の受信装置であることを特徴とする送受信装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の受信装置と、該受信装置が出力するデジタル信号に対し処理を行うデジタルデバイスとを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１６】
請求項１３に記載の受信装置と、
アナログ信号を送信する送信装置と、
上記送信装置から上記受信装置に上記アナログ信号を伝送する伝送媒体とを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の通信モジュールを備えた電子機器。
【請求項１８】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置であって、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられた信号処理装置の信号処理方法において、
上記アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とが行われるステップと、
上記デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とが行われて出力されるステップとを含むことを特徴とする信号処理装置の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置および信号処理方法と、該信号処理装置を備えた受信装置、送受信装置、通信モジュール、および電子機器とに関するものである。具体的には、本発明は、光導波路から受光素子を介して受信した信号を処理する信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量のデータ通信が可能なデータ通信技術として、光ファイバなどの光伝送路（光導波路）を用いた光伝送技術が利用されている。上記光伝送技術を用いた光伝送システムでは、送信側装置は、デジタルの電気信号（以下、単に「デジタル信号」と称する。）が入力されると、入力されたデジタル信号に基づき半導体レーザなどの発光素子を駆動して、光信号を生成し、生成した光信号を上記光伝送路に送信する。上記光伝送路では、上記送信側装置からの光信号が伝搬して受信側装置に到達する。該受信側装置は、上記光伝送路からの光信号をＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子がアナログの電気信号（以下、単に「アナログ信号」と称する。）に変換し、増幅回路が適当に増幅した後、デジタル信号に変換して出力する。
【０００３】
従って、上記受信側装置には、アナログ信号を処理するアナログ回路と、デジタル信号を処理するデジタル回路とが存在する。近時、装置の小型化の観点から、信号処理回路の１チップ化が要求されており、上記アナログ回路と上記デジタル回路とを１チップ化することが要求されている。
【０００４】
一方、デジタル回路の微細化に伴い、デジタル回路の駆動電圧の低下が進んでおり、デジタル信号の低電圧化、すなわちデジタル信号のコモンモード電圧の低下が進んでいる。例えば、デジタルインターフェイスの規格では、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）（振幅４００ｍＶ程度、コモンモード電圧０．９〜１．２Ｖ程度）から、さらに小振幅かつ低電圧駆動のＳＬＶＳ（Scalable Low Voltage Signaling）（振幅２００ｍＶ程度、コモンモード電圧０．２Ｖ程度）へと移り変わっている。
【０００５】
また、デジタル回路の駆動電圧の低下により、デジタル信号の利用帯域が上昇しており、デジタル信号の高速化が進んでいる。しかしながら、利用帯域の上昇に伴い、高調波ノイズも増加する。また、デジタル信号の高速化に伴い、デジタル回路におけるスイッチングノイズも増大する。このスイッチングノイズは、急峻なパルス状のノイズであり、広帯域のスペクトルを有している。
【０００６】
上述のように、アナログ回路とデジタル回路とが１チップ化すると、デジタル回路で発生した上記ノイズが、アナログ回路に伝播して悪影響を与えることになる。このため、デジタル回路からアナログ回路へのノイズの回り込み（伝播）を回避したり、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減したりするなどのノイズ対策を行う必要がある。
【特許文献１】特開２００４−１３５１８８号公報（２００４年４月３０日公開）
【特許文献２】特開２００６−０８１１４１号公報（２００６年３月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタル回路からアナログ回路へのノイズの伝播を回避するノイズ対策としては、以下のものが考えられる。すなわち、アナログ回路の部分とデジタル回路の部分とをチップ上で明確に分離することが考えられる。しかしながら、この場合、チップのレイアウトが制約され、回路の設計が困難となる。
【０００８】
また、チップ上およびパッケージ上で電源線をアナログ回路用とデジタル回路用とで分離したり、接地線をアナログ回路用とデジタル回路用とで分離したりすることが考えられる。しかしながら、分離した電源線同士の間に容量成分およびインダクタンス成分が残り、同様に、分離した接地線同士の間に容量成分およびインダクタンス成分が残るため、ノイズの伝播を完全に抑えることは困難である。
【０００９】
また、配線のインダクタンス成分を低減することが考えられる。これには、接地線を太くする（強化する）、配線の長さを短くする、配線の屈曲を減らすことなどが考えられる。しかしながら、この場合、チップのレイアウトが制約され、回路の設計が困難となる。
【００１０】
以上のように、デジタル回路からアナログ回路へのノイズの伝播を完全に回避することは困難であるので、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減するノイズ対策も必要となる。このようなノイズ対策としては、以下のものが考えられる。
【００１１】
すなわち、特許文献１に記載の光受信回路では、ＰＤから出力された電流が、ＴＩＡ（Trans-Impedance Amplifier）にて電圧に変換され、結合コンデンサを介して差動アンプの一方の入力端子に入力されている。一方、ＰＤの寄生容量と等しく形成されたダミー容量を流れる電流が、上記ＴＩＡと同様のアンプにて電圧に変換され、結合コンデンサを介して上記差動アンプの他方の入力端子に入力されている。これにより、接地線から上記ＰＤおよび上記ＴＩＡを介して伝播するノイズと、上記接地線から上記ダミー容量および上記アンプを介して伝播するノイズとが、同相で上記差動アンプの各入力端子にそれぞれ入力されるので、上記ノイズを除去することができる。
【００１２】
デジタル回路で発生したノイズは、電源線、接地線、誘導結合、静電結合などを介してアナログ回路の各素子に影響を与えるため、ＴＩＡの下流側の素子においてもノイズ対策を施す必要がある。しかしながら、素子ごとに、上記ダミー容量および上記アンプを設けると装置の規模が大型化し、消費電力が増大する結果となる。
【００１３】
また、ＰＤからのアナログ信号を伝送するメインパスにフィルタを設ける構成も考えられる。例えば、特許文献２に記載の光受信器では、ＴＩＡからのアナログ信号がフィルタにて可変の通過帯域でフィルタリングされて、下流側の増幅回路にて増幅されている。
【００１４】
フィルタを用いた場合、フィルタリングされた信号の波形が必然的に劣化してしまう。このため、劣化した波形を成形する波形成形回路をフィルタの後段に設けたり、フィルタの後段に設けた増幅回路にて波形成形を行ったりする必要がある。しかしながら、波形を成形するには、必要な帯域に応じた電流を回路に流しつづける必要があり、消費電力が増加することになる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力の増大を抑えつつ、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減できる信号処理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る信号処理装置は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置において、上記課題を解決するために、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられており、上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行うものであり、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって増幅と高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力するものであることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係る信号処理装置の信号処理方法は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置であって、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられた信号処理装置の信号処理方法において、上記課題を解決するために、上記アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とが行われるステップと、上記デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とが行われて出力されるステップとを含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成および方法によると、アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行っている。これにより、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減することができる。
【００１９】
また、デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力している。上記波形整形をデジタル回路部にて行う場合、スイッチング時に電流が流れるのみである。一方、上記波形整形をアナログ回路部にて行う場合、帯域を確保するために電流を流し続ける必要がある。従って、上記波形整形をデジタル回路部にて行うことにより、消費電力の増大を抑えることができる。
【００２０】
上記アナログ回路部の構成例としては、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路が増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタとを備える構成が挙げられる。
【００２１】
また、上記アナログ回路部の別の構成例としては、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路を備えており、該増幅回路は、上記高周波成分を遮断するようにゲインが調整されている構成が挙げられる。この構成の場合、低域通過型フィルタを新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００２２】
なお、上記ゲインは、上記増幅回路を駆動する電流値で調整されていることが好ましい。この場合、上記増幅回路でのゲインの調整が容易になり、遮断する高周波成分の調整も容易になる。
【００２３】
また、上記電流値は、１ｍＡ以下であってもよい。この場合、上記増幅回路が低電流で駆動されることになるので、上記増幅回路の省電力化を図ることができる。なお、上記電流値の下限値は、上記増幅回路が動作可能な電流値の最低値とすることができる。
【００２４】
また、上記電流値は、上記高周波成分を遮断する遮断周波数が、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数との間になるように、上記ゲインを調整する値であってもよい。この場合、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数よりも高い周波数の上記高周波ノイズを上記増幅回路にて低減できるので、上記増幅回路からの出力波形を、上記入力されたアナログ信号の基本波に近い波形とすることができる。
【００２５】
さらに、上記アナログ回路部は、上記増幅回路を複数段備えることが好ましい。この場合、１段のときに比べて、各段の増幅率を小さくし、かつ各段にて高周波成分を遮断できるので、デジタル回路部からの高周波ノイズによる信号の発振を困難にすることができる。
【００２６】
また、上記アナログ回路部は、上記増幅と上記高周波成分の遮断とを行った信号を差動出力することが好ましい。この場合、コモンモードのノイズを低減することができる。
【００２７】
一方、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を波形整形する波形整形回路と、該波形整形回路が整形した信号を上記デジタル信号に変換して出力する変換回路とを備えてもよい。なお、上記波形整形回路は、インバータであることが好ましい。インバータはコンパレータに比べて消費電力が低いので、上記波形整形回路における消費電力をさらに低減することができる。また、ノイズ特性をより向上するため、上記波形整形回路は、異なる閾値のインバータを複数段備えることが好ましい。
【００２８】
また、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を上記デジタル信号に変換することにより上記波形整形を行って出力する変換回路を備えてもよい。この場合、波形整形回路を新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００２９】
ところで、近年のデジタル回路における微細化により、デジタル回路部のコモンモード電圧よりも、アナログ回路部のコモンモード電圧の方が高くなっている。このため、アナログ回路部にて生成された信号がデジタル回路部に伝送されると、回路の誤動作等の問題が発生する虞がある。
【００３０】
そこで、本発明に係る信号処理装置では、上記アナログ回路部と上記デジタル回路部とが容量結合されていることが好ましい。この場合、アナログ回路部からデジタル回路部に伝送される信号の直流成分が除去されるので、コモンモード電圧が接地レベルとなり、上記問題の発生を防止することができる。
【００３１】
なお、外部から信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号を処理する受信処理部とを備える受信装置であって、上記受信処理部が、上記構成の信号処理装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
また、外部に信号を送信する送信装置と、外部から信号を受信して処理する上記構成の受信装置とを備える送受信装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
また、上記構成の受信装置と、該受信装置が出力するデジタル信号に対し処理を行うデジタルデバイスとを備える通信モジュールであれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
また、上記構成の受信装置と、アナログ信号を送信する送信装置と、上記送信装置から上記受信装置に上記アナログ信号を伝送する伝送媒体とを備える通信モジュールであれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
また、上記構成の通信モジュールを備えた電子機器であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行っているので、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減できるという効果を奏する一方、デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行うので、アナログ回路部にて波形整形を行う場合に比べて、消費電力の増大を抑えることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る光伝送モジュール（通信モジュール）１の概略構成を示している。図示のように、光伝送モジュール１は、光送信処理部（送信装置）２、光受信処理部（受信装置）３、および光伝送路としての光導波路４を備えている。
【００３８】
光送信処理部２は、発光駆動部５および発光部６を備えた構成となっている。発光駆動部５は、外部から入力されたデジタル信号に基づいて発光部６の発光を駆動する。この発光駆動部５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。
【００３９】
発光部６は、発光駆動部５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部６から発せられた光は、光信号として光導波路４の光入射側端部に照射される。
【００４０】
光導波路４は、発光部６からの光を受光部８まで伝送する媒体である。すなわち、発光部６から光導波路４の光入射側端部に入射された光は、光導波路４内を伝搬して、光導波路４の光出射側端部から光受信処理部３に出射される。なお、光導波路４の詳細については後述する。
【００４１】
光受信処理部３は、増幅部（信号処理装置）７および受光部（受信部）８を備えた構成となっている。受光部８は、光導波路４の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によってアナログ信号を出力する。この受光部８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。
【００４２】
増幅部７は、受光部８から出力されたアナログ信号に対し、増幅およびデジタル変換を行って、外部に出力する。この増幅部７は、アナログ回路とデジタル回路とが１チップに集積されたアナログ・デジタル混載ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。
【００４３】
図３は、光導波路４における光伝送の状態を模式的に示す図である。同図に示すように、光導波路４は可撓性を有するフィルム状部材によって構成される。また、光導波路４の光入射側端部には光入射面４Ａが設けられているとともに、光出射側端部には光出射面４Ｂが設けられている。
【００４４】
発光部６から出射された光は、光導波路４の光入射側端部に対して、光導波路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射面４Ａにおいて反射されることによって光導波路４内を進行する。光導波路４内を進行して光出射側端部に到達した光は、光出射面４Ｂにおいて反射されることによって、光導波路４の光伝送方向に対して垂直となる方向へ出射される。出射された光は、受光部８に照射され、受光部８において光電変換が行われる。
【００４５】
このような構成によれば、光導波路４に対して、光伝送方向に対して横方向に光源としての発光部６を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光導波路４を配置することが必要とされる場合に、光導波路４と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部６を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部６を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。これは、発光部６の一般的な構成が、光を出射する方向のサイズよりも、光を出射する方向と垂直な方向のサイズの方が大きくなっていることによるものである。さらに同一面内に電極と発光部がある平面実装向け発光素子を使用する構成にも適用が可能である。
【００４６】
次に、増幅部７の詳細について図１を参照して説明する。図１は、増幅部７の概略構成を回路図で示している。図示のように、増幅部７は、１チップ上にアナログ回路部１０とデジタル回路部２０とを備えている。アナログ回路部１０は、アナログ回路の製造プロセスで製造された部分であり、デジタル回路部２０は、デジタル回路の製造プロセスで製造された部分である。
【００４７】
アナログ回路部１０は、アナログ信号入力端子１１、増幅回路１２、および低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）１３を備えている。増幅回路１２およびＬＰＦ１３には、アナログ回路部１０用の電源電圧Ｖccが供給されている。また、デジタル回路部２０は、整形回路（波形整形回路）２１およびデジタル出力回路（変換回路）２２を備えている。整形回路２１およびデジタル出力回路２２には、デジタル回路部２０用の電源電圧Ｖddが供給されている。
【００４８】
アナログ信号入力端子１１は、受光部８から出力されたアナログ信号が入力される端子である。アナログ信号入力端子１１に入力されたアナログ信号は、増幅回路１２に出力される。
【００４９】
増幅回路１２は、入力されたアナログ信号を所定のゲインで増幅するものである。増幅回路１２は、増幅した信号を差動の電圧信号としてＬＰＦ１３に出力する。差動の電圧信号を出力することにより、コモンモードのノイズを低減することができる。なお、差動の電圧信号の代わりに、増幅した１信号をＬＰＦ１３に出力してもよい。
【００５０】
なお、増幅回路１２は、増幅段が１段でもよいし複数段でもよい。また、初段は、受光部８によって生成された電流信号を所定のゲインで増幅し、電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプであってもよい。
【００５１】
ＬＰＦ１３は、増幅回路１２からの差動の電圧信号のうち、低周波成分を通過させ、高周波成分を抑圧させるものである。ＬＰＦ１３を設けることにより、デジタル回路部２０から伝播した高周波ノイズを低減することができる。しかしながら、フィルタを通過した信号は、波形が歪むことになる。そこで、ＬＰＦ１３を通過した差動の電圧信号は、デジタル回路部２０の整形回路２１に出力される。
【００５２】
整形回路２１は、ＬＰＦ１３からの差動の電圧信号の波形をデジタル信号の波形（方形波パルス）に整形するものであり、例えば、インバータ、コンパレータなどによって構成される。波形が整形された差動のデジタル信号は、デジタル出力回路２２に出力される。
【００５３】
本実施形態では、整形回路２１は、デジタル回路部２０に設けられている。デジタル回路では、信号のスイッチング時のみに電流が流れるため、帯域を確保するために電流を流し続ける必要のあるアナログ回路に比べて、低電流化を図ることができる。また、デジタル回路では、アナログ回路に比べて、信号のコモンモード電圧が低いため、素子の駆動電流および駆動電圧を低く抑えることができる。以上より、デジタル回路部２０に整形回路２１を設けることにより、波形の整形を低い消費電力で行うことができる。
【００５４】
なお、整形回路２１は、歪んだ信号でデジタル回路が誤動作することを防止するため、図１に示すように、アナログ回路部１０との接続部に設けることが望ましい。
【００５５】
デジタル出力回路２２は、整形回路２１からの差動のデジタル信号を、所定の規格に適合するように変換して外部に出力するインターフェイスであり、例えば、プッシュプルアンプなどによって構成される。
【００５６】
デジタル出力回路２２から出力された差動のデジタル信号は、差動伝送線路３０・３０を介して外部のデジタル回路３１に出力される。なお、差動伝送線路３０・３０の間には、インピーダンス整合のための終端抵抗３２が接続されている。
【００５７】
従って、本実施形態の増幅部７は、電源線および接地線のインダクタンス成分により、デジタル回路部２０から伝播したノイズを、信号を伝送する主要経路（メインパス）に設けたＬＰＦ１３によって低減するので、電源線および接地線でのノイズ低減のための対策フィルタを設ける必要が無い。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００５８】
なお、本実施形態では、整形回路２１とデジタル出力回路２２とを別々の構成としているが、波形整形機能を有するデジタル出力回路２２のように、１つの構成にまとめることもできる。この場合、整形回路２１を新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００５９】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について図４〜図７に基づいて説明する。図４は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図４に示す増幅部７は、図１に示す増幅部７に比べて、ＬＰＦ１３の代わりに、ＬＰＦとして機能する増幅回路１４を設けた点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
上記の構成によると、増幅回路１４がＬＰＦとして機能するので、上記メインパスにＬＰＦを追加する必要がない。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００６１】
なお、増幅回路１２がＬＰＦとして機能してもよい。さらに、増幅回路１２と増幅回路１４との間に１または複数の増幅回路を設け、これら増幅回路全てがＬＰＦとして機能してもよい。この場合、１段のときに比べて、各段の増幅率を小さくし、かつ各段にて高周波成分を遮断できるので、デジタル回路部２０からの高周波ノイズによる信号の発振を困難にすることができる。
【００６２】
また、上記ＬＰＦとして機能する増幅回路１４は、自身が特定の回路周波数特性（遮断周波数）を有することにより実現できる。図５は、増幅回路１４として機能するトランジスタの利得−周波数特性を示しており、該トランジスタのエミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流による遮断周波数および利得（ゲイン）の変化を示している。図示のように、エミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流が大きくなると、遮断周波数が高くなることが理解できる。従って、エミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流のような、増幅回路１４を駆動する電流値を調整することにより、低減すべき高周波ノイズの範囲を容易に調整できることが理解できる。
【００６３】
なお、デジタル回路部２０からの高周波ノイズを適切に低減するには、上記トランジスタのエミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流を１．０ｍＡ以下とすることが望ましい。また、遮断周波数は、１．５ＧＨｚ以下であることが望ましい。
【００６４】
より理想的には、増幅回路１４を駆動する電流値は、増幅回路１４の遮断周波数が、増幅回路１４に入力された信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数の間になるように、上記ゲインを調整する値に設定されることが望ましい。
【００６５】
図６は、本実施形態の増幅回路１４の具体例における利得−周波数特性を示している。また、図７は、図６の比較例であり、従来の増幅回路における利得−周波数特性を示している。図６および図７は、データ伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓである場合の例を示している。この場合、基本周波数は６２５ＭＨｚである。
【００６６】
図７に示すように、従来の増幅回路における遮断周波数は、上記基本周波数の５次高調波の周波数（３．１２５ＧＨｚ）以上に設定されている。これに対し、図６に示すように、本実施例の増幅回路１４における遮断周波数は、上記基本周波数（６２５ＭＨｚ）とその２次高調波周波数（１．２５ＧＨｚ）との間に設定されている。
【００６７】
図６および図７を比較すると、本実施例の増幅回路１４は、従来の増幅回路よりも、入力された信号の伝送周波数よりも高い周波数の高周波ノイズを大幅に低減できることが理解できる。これにより、増幅回路１４からの出力波形は、入力された信号の高調波成分が増幅されないため、入力された信号の基本波に近い波形となる。
【００６８】
〔実施の形態３〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について図８に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図８に示す増幅部７は、図１に示す増幅部７に比べて、増幅回路１２がＬＰＦとして機能するため、ＬＰＦ１３を省略している点と、増幅回路１２と整形回路２１との間のメインパスにコンデンサ２３・２３が設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、増幅回路１２は、図４に示す増幅回路１４と同様に、ＬＰＦとして機能する。これにより、メインパスにＬＰＦを追加する必要がない。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００７０】
コンデンサ２３・２３は、容量結合として機能し、増幅回路１２にて増幅された差動のアナログ信号が入力されると、該信号における振動成分のみを整形回路２１に出力する。
【００７１】
上述のように、デジタル回路部２０の微細化により、デジタル回路部２０のコモンモード電圧よりも、アナログ回路部１０のコモンモード電圧の方が高くなっている。このため、アナログ回路部１０にて生成された信号がデジタル回路部２０に伝送されると、回路の誤動作等の問題が発生する虞がある。
【００７２】
これに対し、本実施形態では、デジタル回路部２０の回路に入力される前に、コンデンサ２３・２３によって直流成分が除去されるので、コモンモード電圧が接地レベルとなり、上記問題の発生を防止することができる。
【００７３】
なお、コンデンサ２３・２３は、デジタル回路部２０に設けられることが望ましい。この場合、コンデンサ２３・２３からデジタル回路部２０の回路（図８の例では整形回路２１）までの配線を短くでき、該配線にて電圧変動が発生する可能性を低減することができる。
【００７４】
〔実施の形態４〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について図９に基づいて説明する。図９は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図９に示す増幅部７は、図８に示す増幅部７に比べて、整形回路２１の具体的構成として、インバータ２４・２４が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
上記の構成によると、インバータ２４・２４は、同様の波形整形機能を有するコンパレータに比べて、利得の発振が小さいため、消費電力を低く抑えることができる。なお、ノイズ特性をより向上するため、インバータ２４・２４は、異なる閾値のインバータを複数段接続した構成であることが望ましい。
【００７６】
なお、上記実施形態では、光伝送モジュール１は、図２に示すように、光送信処理部２、光受信処理部３、および光導波路４を一体に備えた構成としているが、その他の構成も可能である。
【００７７】
図１０は、光伝送モジュールの別の構成例を示している。図１０の（ａ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ａは、光受信処理部３および光導波路４を一体に備えた構成である。また、図１０の（ｂ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ｂは、図１０の（ａ）に示す光伝送モジュール１ａの構成に、外部のデジタル回路３１の一例であるＣＰＵをさらに追加した構成である。また、図１０の（ｃ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ｃは、図１０の（ｂ）に示す光伝送モジュール１ｂの構成に、電気信号をシリアル信号からパラレル信号に変換するデシリアライザＤＥＳを、外部のデジタル回路３１の一例としてさらに追加した構成である。なお、光伝送モジュール１ｃは、クロックリカバリ機能をさらに有していてもよい。
【００７８】
図１１は、光伝送モジュールの他の構成例を示している。図示の例では、光伝送モジュール（送受信装置）１ｄは、光信号を送信する光送信処理部２ｄと、光信号を受信する光受信処理部３ｄとを一体に備えた構成である。
【００７９】
図１〜図１１に示す光伝送モジュール１は、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。
【００８０】
まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
【００８１】
図１２は、光伝送モジュール１を折り畳み式携帯電話４０に適用した例を示している。すなわち、図１２の（ａ）は、光伝送モジュール１を内蔵した折り畳み式携帯電話４０の外観を示す斜視図である。
【００８２】
図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）に示した折り畳み式携帯電話４０における、光伝送モジュール１が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話４０における本体４０ａ側に設けられた制御部４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）４０ｂ側に設けられた外部メモリ４２、カメラ部（デジタルカメラ）４３、表示部（液晶ディスプレイ表示）４４とが、それぞれ光伝送モジュール１によって接続されている。
【００８３】
図１２の（ｃ）は、図１２の（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。図示のように、光伝送モジュール１は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部４３，表示部４４とをそれぞれ接続している。
【００８４】
光伝送モジュール１を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。
【００８５】
第２の応用例として、光伝送モジュール１は、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。
【００８６】
図１３は、光伝送モジュール１を印刷装置５０に適用した例を示している。図１３の（ａ）は、印刷装置５０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置５０は、用紙５２の幅方向に移動しながら用紙５２に対して印刷を行うプリンタヘッド５１を備えており、このプリンタヘッド５１に光伝送モジュール１の一端が接続されている。
【００８７】
図１３の（ｂ）は、印刷装置５０における、光伝送モジュール１が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光伝送モジュール１の一端部はプリンタヘッド５１に接続されており、他端部は印刷装置５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置５０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。
【００８８】
図１３の（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置５０においてプリンタヘッド５１が移動（駆動）した場合の、光伝送モジュール１の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光伝送モジュール１をプリンタヘッド５１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド５１の駆動によって光伝送モジュール１の湾曲状態が変化するとともに、光伝送モジュール１の各位置が繰り返し湾曲される。
【００８９】
したがって、本実施形態にかかる光伝送モジュール１は、これらの駆動部に好適である。また、光伝送モジュール１をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。
【００９０】
図１４は、光伝送モジュール１をハードディスク記録再生装置６０に適用した例を示している。図示のように、ハードディスク記録再生装置６０は、ディスク（ハードディスク）６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）６２、基板導入部６３、駆動部（駆動モータ）６４、光伝送モジュール１を備えている。
【００９１】
駆動部６４は、ヘッド６２をディスク６１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド６２は、ディスク６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド６２は、光伝送モジュール１を介して基板導入部６３に接続されており、ディスク６１から読み取った情報を光信号として基板導入部６３に伝搬させ、また、基板導入部６３から伝搬された、ディスク６１に書き込む情報の光信号を受け取る。
【００９２】
このように、光伝送モジュール１をハードディスク記録再生装置６０におけるヘッド６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
【００９３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、本発明を光伝送モジュール１に適用して説明しているが、アナログの信号を増幅して所定形式のデジタル信号に変換する任意の信号処理装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減することができ、消費電力の増大を抑えることができるので、１チップにアナログ回路とデジタル回路を混載した任意の装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図２】上記光伝送モジュールの概略構成を模式的に示す平面図である。
【図３】上記光伝送モジュールの光導波路における光伝送の状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図５】トランジスタのエミッタ電流による遮断周波数および利得の変化を示すグラフである。
【図６】上記増幅部に含まれる増幅回路の具体例における利得−周波数特性を示すグラフである。
【図７】上記具体例の比較例であって、従来の増幅回路における利得−周波数特性を示すグラフである。
【図８】本発明のさらに別の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図９】本発明の他の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図１０】上記光伝送モジュールの別の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図１１】上記光伝送モジュールの他の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図１２】上記光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話に適用した例を示す図である。
【図１３】上記光伝送モジュールを印刷装置に適用した例を示す図である。
【図１４】上記光伝送モジュールをハードディスク記録再生装置に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１・１ａ〜１ｄ  光伝送モジュール（通信モジュール、送受信装置）
２・２ｄ  光送信処理部（送信装置）
３・３ｄ  光受信処理部（受信装置）
４  光導波路
５  発光駆動部
６  発光部
７  増幅部（信号処理装置）
８  受光部（受信部）
１０  アナログ回路部
１１  アナログ信号入力端子
１２  増幅回路
１３  ＬＰＦ
１４  増幅回路
２０  デジタル回路部
２１  整形回路（波形整形回路）
２２  デジタル出力回路（変換回路）
２３・２３  コンデンサ
２４・２４  インバータ
３０・３０  差動伝送線路
３１  デジタル回路
３２  終端抵抗
【図１】
2010028652.tif 000003
【図２】
2010028652.tif 000004
【図３】
2010028652.tif 000005
【図４】
2010028652.tif 000006
【図５】
2010028652.tif 000007
【図６】
2010028652.tif 000008
【図７】
2010028652.tif 000009
【図８】
2010028652.tif 000010
【図９】
2010028652.tif 000011
【図１０】
2010028652.tif 000012
【図１１】
2010028652.tif 000013
【図１２】
2010028652.tif 000014
【図１３】
2010028652.tif 000015
【図１４】
2010028652.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置において、
基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられており、
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行うものであり、
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって増幅と高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力するものであることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路が増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタとを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路を備えており、該増幅回路は、上記高周波成分を遮断するようにゲインが調整されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記ゲインは、上記増幅回路を駆動する電流値で調整されていることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記電流値は、１ｍＡ以下であることを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記電流値は、上記高周波成分を遮断する遮断周波数が、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数との間になるように、上記ゲインを調整する値であることを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記アナログ回路部は、上記増幅回路を複数段備えることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記アナログ回路部は、上記増幅と上記高周波成分の遮断とを行った信号を差動出力することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を波形整形する波形整形回路と、該波形整形回路が整形した信号を上記デジタル信号に変換して出力する変換回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記波形整形回路は、インバータであることを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を上記デジタル信号に変換することにより上記波形整形を行って出力する変換回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
上記アナログ回路部と上記デジタル回路部とが容量結合されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
外部から信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号を処理する受信処理部とを備える受信装置であって、
上記受信処理部は、請求項１に記載の信号処理装置であることを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
外部に信号を送信する送信装置と、外部から信号を受信して処理する受信装置とを備える送受信装置であって、
上記受信装置は、請求項１３に記載の受信装置であることを特徴とする送受信装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の受信装置と、該受信装置が出力するデジタル信号に対し処理を行うデジタルデバイスとを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１６】
請求項１３に記載の受信装置と、
アナログ信号を送信する送信装置と、
上記送信装置から上記受信装置に上記アナログ信号を伝送する伝送媒体とを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１７】
請求項１５に記載の通信モジュールを備えた電子機器。
【請求項１８】
請求項１６に記載の通信モジュールを備えた電子機器。
【請求項１９】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置であって、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられた信号処理装置の信号処理方法において、
上記アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とが行われるステップと、
上記デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とが行われて出力されるステップとを含むことを特徴とする信号処理装置の信号処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月27日(2009.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置において、
基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられており、
上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路を備えており、該増幅回路は、高周波成分を遮断するようにゲインが調整されているものであり、
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって増幅と高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力するものであることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
上記アナログ回路部の増幅回路が、入力されたアナログ信号を増幅する機能と、増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタの機能とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記ゲインは、上記増幅回路を駆動する電流値で調整されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記電流値は、１ｍＡ以下であることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記電流値は、上記高周波成分を遮断する遮断周波数が、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数との間になるように、上記ゲインを調整する値であることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記アナログ回路部は、上記増幅回路を複数段備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記アナログ回路部は、上記増幅と上記高周波成分の遮断とを行った信号を差動出力することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を波形整形する波形整形回路と、該波形整形回路が整形した信号を上記デジタル信号に変換して出力する変換回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記波形整形回路は、インバータであることを特徴とする請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を上記デジタル信号に変換することにより上記波形整形を行って出力する変換回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
上記アナログ回路部と上記デジタル回路部とが容量結合されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
外部から信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号を処理する受信処理部とを備える受信装置であって、
上記受信処理部は、請求項１に記載の信号処理装置であることを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
外部に信号を送信する送信装置と、外部から信号を受信して処理する受信装置とを備える送受信装置であって、
上記受信装置は、請求項１２に記載の受信装置であることを特徴とする送受信装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の受信装置と、該受信装置が出力するデジタル信号に対し処理を行うデジタルデバイスとを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１５】
請求項１２に記載の受信装置と、
アナログ信号を送信する送信装置と、
上記送信装置から上記受信装置に上記アナログ信号を伝送する伝送媒体とを備えることを特徴とする通信モジュール。
【請求項１６】
請求項１４に記載の通信モジュールを備えた電子機器。
【請求項１７】
請求項１５に記載の通信モジュールを備えた電子機器。
【請求項１８】
入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置であって、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられた信号処理装置の信号処理方法において、
上記アナログ回路部には、入力されたアナログ信号を増幅する機能と、増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタの機能とを備えた増幅回路が含まれ、該アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とが行われるステップと、
上記デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とが行われて出力されるステップとを含むことを特徴とする信号処理装置の信号処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置および信号処理方法と、該信号処理装置を備えた受信装置、送受信装置、通信モジュール、および電子機器とに関するものである。具体的には、本発明は、光導波路から受光素子を介して受信した信号を処理する信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量のデータ通信が可能なデータ通信技術として、光ファイバなどの光伝送路（光導波路）を用いた光伝送技術が利用されている。上記光伝送技術を用いた光伝送システムでは、送信側装置は、デジタルの電気信号（以下、単に「デジタル信号」と称する。）が入力されると、入力されたデジタル信号に基づき半導体レーザなどの発光素子を駆動して、光信号を生成し、生成した光信号を上記光伝送路に送信する。上記光伝送路では、上記送信側装置からの光信号が伝搬して受信側装置に到達する。該受信側装置は、上記光伝送路からの光信号をＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子がアナログの電気信号（以下、単に「アナログ信号」と称する。）に変換し、増幅回路が適当に増幅した後、デジタル信号に変換して出力する。
【０００３】
従って、上記受信側装置には、アナログ信号を処理するアナログ回路と、デジタル信号を処理するデジタル回路とが存在する。近時、装置の小型化の観点から、信号処理回路の１チップ化が要求されており、上記アナログ回路と上記デジタル回路とを１チップ化することが要求されている。
【０００４】
一方、デジタル回路の微細化に伴い、デジタル回路の駆動電圧の低下が進んでおり、デジタル信号の低電圧化、すなわちデジタル信号のコモンモード電圧の低下が進んでいる。例えば、デジタルインターフェイスの規格では、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）（振幅４００ｍＶ程度、コモンモード電圧０．９〜１．２Ｖ程度）から、さらに小振幅かつ低電圧駆動のＳＬＶＳ（Scalable Low Voltage Signaling）（振幅２００ｍＶ程度、コモンモード電圧０．２Ｖ程度）へと移り変わっている。
【０００５】
また、デジタル回路の駆動電圧の低下により、デジタル信号の利用帯域が上昇しており、デジタル信号の高速化が進んでいる。しかしながら、利用帯域の上昇に伴い、高調波ノイズも増加する。また、デジタル信号の高速化に伴い、デジタル回路におけるスイッチングノイズも増大する。このスイッチングノイズは、急峻なパルス状のノイズであり、広帯域のスペクトルを有している。
【０００６】
上述のように、アナログ回路とデジタル回路とが１チップ化すると、デジタル回路で発生した上記ノイズが、アナログ回路に伝播して悪影響を与えることになる。このため、デジタル回路からアナログ回路へのノイズの回り込み（伝播）を回避したり、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減したりするなどのノイズ対策を行う必要がある。
【特許文献１】特開２００４−１３５１８８号公報（２００４年４月３０日公開）
【特許文献２】特開２００６−０８１１４１号公報（２００６年３月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
デジタル回路からアナログ回路へのノイズの伝播を回避するノイズ対策としては、以下のものが考えられる。すなわち、アナログ回路の部分とデジタル回路の部分とをチップ上で明確に分離することが考えられる。しかしながら、この場合、チップのレイアウトが制約され、回路の設計が困難となる。
【０００８】
また、チップ上およびパッケージ上で電源線をアナログ回路用とデジタル回路用とで分離したり、接地線をアナログ回路用とデジタル回路用とで分離したりすることが考えられる。しかしながら、分離した電源線同士の間に容量成分およびインダクタンス成分が残り、同様に、分離した接地線同士の間に容量成分およびインダクタンス成分が残るため、ノイズの伝播を完全に抑えることは困難である。
【０００９】
また、配線のインダクタンス成分を低減することが考えられる。これには、接地線を太くする（強化する）、配線の長さを短くする、配線の屈曲を減らすことなどが考えられる。しかしながら、この場合、チップのレイアウトが制約され、回路の設計が困難となる。
【００１０】
以上のように、デジタル回路からアナログ回路へのノイズの伝播を完全に回避することは困難であるので、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減するノイズ対策も必要となる。このようなノイズ対策としては、以下のものが考えられる。
【００１１】
すなわち、特許文献１に記載の光受信回路では、ＰＤから出力された電流が、ＴＩＡ（Trans-Impedance Amplifier）にて電圧に変換され、結合コンデンサを介して差動アンプの一方の入力端子に入力されている。一方、ＰＤの寄生容量と等しく形成されたダミー容量を流れる電流が、上記ＴＩＡと同様のアンプにて電圧に変換され、結合コンデンサを介して上記差動アンプの他方の入力端子に入力されている。これにより、接地線から上記ＰＤおよび上記ＴＩＡを介して伝播するノイズと、上記接地線から上記ダミー容量および上記アンプを介して伝播するノイズとが、同相で上記差動アンプの各入力端子にそれぞれ入力されるので、上記ノイズを除去することができる。
【００１２】
デジタル回路で発生したノイズは、電源線、接地線、誘導結合、静電結合などを介してアナログ回路の各素子に影響を与えるため、ＴＩＡの下流側の素子においてもノイズ対策を施す必要がある。しかしながら、素子ごとに、上記ダミー容量および上記アンプを設けると装置の規模が大型化し、消費電力が増大する結果となる。
【００１３】
また、ＰＤからのアナログ信号を伝送するメインパスにフィルタを設ける構成も考えられる。例えば、特許文献２に記載の光受信器では、ＴＩＡからのアナログ信号がフィルタにて可変の通過帯域でフィルタリングされて、下流側の増幅回路にて増幅されている。
【００１４】
フィルタを用いた場合、フィルタリングされた信号の波形が必然的に劣化してしまう。このため、劣化した波形を成形する波形成形回路をフィルタの後段に設けたり、フィルタの後段に設けた増幅回路にて波形成形を行ったりする必要がある。しかしながら、波形を成形するには、必要な帯域に応じた電流を回路に流しつづける必要があり、消費電力が増加することになる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力の増大を抑えつつ、アナログ信号に混入したノイズ成分を低減できる信号処理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る信号処理装置は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置において、上記課題を解決するために、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられており、上記アナログ回路部は、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行うものであり、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって増幅と高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力するものである。
【００１７】
また、本発明に係る信号処理装置の信号処理方法は、入力されたアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する信号処理装置であって、基板上に、アナログ信号を処理するアナログ回路部と、デジタル信号を処理するデジタル回路部とが設けられた信号処理装置の信号処理方法において、上記課題を解決するために、上記アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とが行われるステップと、上記デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とが行われて出力されるステップとを含む。
【００１８】
上記の構成および方法によると、アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行っている。これにより、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減することができる。
【００１９】
また、デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行って出力している。上記波形整形をデジタル回路部にて行う場合、スイッチング時に電流が流れるのみである。一方、上記波形整形をアナログ回路部にて行う場合、帯域を確保するために電流を流し続ける必要がある。従って、上記波形整形をデジタル回路部にて行うことにより、消費電力の増大を抑えることができる。
【００２０】
上記アナログ回路部の参考例としては、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路が増幅したアナログ信号の高周波成分を遮断する低域通過型フィルタとを備える構成が挙げられる。
【００２１】
本発明に係る信号処理装置のアナログ回路部は、入力されたアナログ信号を増幅する増幅回路を備えており、該増幅回路は、上記高周波成分を遮断するようにゲインが調整されていることを特徴としている。この構成の場合、低域通過型フィルタを新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００２２】
なお、上記ゲインは、上記増幅回路を駆動する電流値で調整されていることが好ましい。この場合、上記増幅回路でのゲインの調整が容易になり、遮断する高周波成分の調整も容易になる。
【００２３】
また、上記電流値は、１ｍＡ以下であってもよい。この場合、上記増幅回路が低電流で駆動されることになるので、上記増幅回路の省電力化を図ることができる。なお、上記電流値の下限値は、上記増幅回路が動作可能な電流値の最低値とすることができる。
【００２４】
また、上記電流値は、上記高周波成分を遮断する遮断周波数が、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数との間になるように、上記ゲインを調整する値であってもよい。この場合、上記入力されたアナログ信号の伝送周波数よりも高い周波数の上記高周波ノイズを上記増幅回路にて低減できるので、上記増幅回路からの出力波形を、上記入力されたアナログ信号の基本波に近い波形とすることができる。
【００２５】
さらに、上記アナログ回路部は、上記増幅回路を複数段備えることが好ましい。この場合、１段のときに比べて、各段の増幅率を小さくし、かつ各段にて高周波成分を遮断できるので、デジタル回路部からの高周波ノイズによる信号の発振を困難にすることができる。
【００２６】
また、上記アナログ回路部は、上記増幅と上記高周波成分の遮断とを行った信号を差動出力することが好ましい。この場合、コモンモードのノイズを低減することができる。
【００２７】
一方、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を波形整形する波形整形回路と、該波形整形回路が整形した信号を上記デジタル信号に変換して出力する変換回路とを備えてもよい。なお、上記波形整形回路は、インバータであることが好ましい。インバータはコンパレータに比べて消費電力が低いので、上記波形整形回路における消費電力をさらに低減することができる。また、ノイズ特性をより向上するため、上記波形整形回路は、異なる閾値のインバータを複数段備えることが好ましい。
【００２８】
また、上記デジタル回路部は、上記アナログ回路部によって上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号を上記デジタル信号に変換することにより上記波形整形を行って出力する変換回路を備えてもよい。この場合、波形整形回路を新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００２９】
ところで、近年のデジタル回路における微細化により、デジタル回路部のコモンモード電圧よりも、アナログ回路部のコモンモード電圧の方が高くなっている。このため、アナログ回路部にて生成された信号がデジタル回路部に伝送されると、回路の誤動作等の問題が発生する虞がある。
【００３０】
そこで、本発明に係る信号処理装置では、上記アナログ回路部と上記デジタル回路部とが容量結合されていることが好ましい。この場合、アナログ回路部からデジタル回路部に伝送される信号の直流成分が除去されるので、コモンモード電圧が接地レベルとなり、上記問題の発生を防止することができる。
【００３１】
なお、外部から信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号を処理する受信処理部とを備える受信装置であって、上記受信処理部が、上記構成の信号処理装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
また、外部に信号を送信する送信装置と、外部から信号を受信して処理する上記構成の受信装置とを備える送受信装置であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３３】
また、上記構成の受信装置と、該受信装置が出力するデジタル信号に対し処理を行うデジタルデバイスとを備える通信モジュールであれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
また、上記構成の受信装置と、アナログ信号を送信する送信装置と、上記送信装置から上記受信装置に上記アナログ信号を伝送する伝送媒体とを備える通信モジュールであれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【００３５】
また、上記構成の通信モジュールを備えた電子機器であれば、上述と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、アナログ回路部にて、入力されたアナログ信号に対し、増幅と高周波成分の遮断とを行っているので、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減できるという効果を奏する一方、デジタル回路部にて、上記増幅と上記高周波成分の遮断とが行われた信号に対し、所定形式のデジタル信号への変換と波形整形とを行うので、アナログ回路部にて波形整形を行う場合に比べて、消費電力の増大を抑えることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
〔参考の形態〕
まず、本発明の参考の形態について図１〜図３を参照して説明する。図２は、本参考の形態に係る光伝送モジュール（通信モジュール）１の概略構成を示している。図示のように、光伝送モジュール１は、光送信処理部（送信装置）２、光受信処理部（受信装置）３、および光伝送路としての光導波路４を備えている。
【００３８】
光送信処理部２は、発光駆動部５および発光部６を備えた構成となっている。発光駆動部５は、外部から入力されたデジタル信号に基づいて発光部６の発光を駆動する。この発光駆動部５は、例えば発光駆動用のＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。
【００３９】
発光部６は、発光駆動部５による駆動制御に基づいて発光する。この発光部６は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity-Surface Emitting Laser）などの発光素子によって構成される。発光部６から発せられた光は、光信号として光導波路４の光入射側端部に照射される。
【００４０】
光導波路４は、発光部６からの光を受光部８まで伝送する媒体である。すなわち、発光部６から光導波路４の光入射側端部に入射された光は、光導波路４内を伝搬して、光導波路４の光出射側端部から光受信処理部３に出射される。なお、光導波路４の詳細については後述する。
【００４１】
光受信処理部３は、増幅部（信号処理装置）７および受光部（受信部）８を備えた構成となっている。受光部８は、光導波路４の光出射側端部から出射された光信号としての光を受光し、光電変換によってアナログ信号を出力する。この受光部８は、例えばＰＤ（Photo-Diode）などの受光素子によって構成される。
【００４２】
増幅部７は、受光部８から出力されたアナログ信号に対し、増幅およびデジタル変換を行って、外部に出力する。この増幅部７は、アナログ回路とデジタル回路とが１チップに集積されたアナログ・デジタル混載ＩＣ（Integrated Circuit）によって構成される。
【００４３】
図３は、光導波路４における光伝送の状態を模式的に示す図である。同図に示すように、光導波路４は可撓性を有するフィルム状部材によって構成される。また、光導波路４の光入射側端部には光入射面４Ａが設けられているとともに、光出射側端部には光出射面４Ｂが設けられている。
【００４４】
発光部６から出射された光は、光導波路４の光入射側端部に対して、光導波路４の光伝送方向に対して垂直となる方向から入射される。入射された光は、光入射面４Ａにおいて反射されることによって光導波路４内を進行する。光導波路４内を進行して光出射側端部に到達した光は、光出射面４Ｂにおいて反射されることによって、光導波路４の光伝送方向に対して垂直となる方向へ出射される。出射された光は、受光部８に照射され、受光部８において光電変換が行われる。
【００４５】
このような構成によれば、光導波路４に対して、光伝送方向に対して横方向に光源としての発光部６を配置する構成とすることが可能となる。よって、例えば基板面に平行に光導波路４を配置することが必要とされる場合に、光導波路４と基板面との間に、該基板面の法線方向に光を出射するように発光部６を設置すればよいことになる。このような構成は、例えば発光部６を基板面に平行に光を出射するように設置する構成よりも、実装が容易であり、また、構成としてもよりコンパクトにすることができる。これは、発光部６の一般的な構成が、光を出射する方向のサイズよりも、光を出射する方向と垂直な方向のサイズの方が大きくなっていることによるものである。さらに同一面内に電極と発光部がある平面実装向け発光素子を使用する構成にも適用が可能である。
【００４６】
次に、増幅部７の詳細について図１を参照して説明する。図１は、増幅部７の概略構成を回路図で示している。図示のように、増幅部７は、１チップ上にアナログ回路部１０とデジタル回路部２０とを備えている。アナログ回路部１０は、アナログ回路の製造プロセスで製造された部分であり、デジタル回路部２０は、デジタル回路の製造プロセスで製造された部分である。
【００４７】
アナログ回路部１０は、アナログ信号入力端子１１、増幅回路１２、および低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）１３を備えている。増幅回路１２およびＬＰＦ１３には、アナログ回路部１０用の電源電圧Ｖccが供給されている。また、デジタル回路部２０は、整形回路（波形整形回路）２１およびデジタル出力回路（変換回路）２２を備えている。整形回路２１およびデジタル出力回路２２には、デジタル回路部２０用の電源電圧Ｖddが供給されている。
【００４８】
アナログ信号入力端子１１は、受光部８から出力されたアナログ信号が入力される端子である。アナログ信号入力端子１１に入力されたアナログ信号は、増幅回路１２に出力される。
【００４９】
増幅回路１２は、入力されたアナログ信号を所定のゲインで増幅するものである。増幅回路１２は、増幅した信号を差動の電圧信号としてＬＰＦ１３に出力する。差動の電圧信号を出力することにより、コモンモードのノイズを低減することができる。なお、差動の電圧信号の代わりに、増幅した１信号をＬＰＦ１３に出力してもよい。
【００５０】
なお、増幅回路１２は、増幅段が１段でもよいし複数段でもよい。また、初段は、受光部８によって生成された電流信号を所定のゲインで増幅し、電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプであってもよい。
【００５１】
ＬＰＦ１３は、増幅回路１２からの差動の電圧信号のうち、低周波成分を通過させ、高周波成分を抑圧させるものである。ＬＰＦ１３を設けることにより、デジタル回路部２０から伝播した高周波ノイズを低減することができる。しかしながら、フィルタを通過した信号は、波形が歪むことになる。そこで、ＬＰＦ１３を通過した差動の電圧信号は、デジタル回路部２０の整形回路２１に出力される。
【００５２】
整形回路２１は、ＬＰＦ１３からの差動の電圧信号の波形をデジタル信号の波形（方形波パルス）に整形するものであり、例えば、インバータ、コンパレータなどによって構成される。波形が整形された差動のデジタル信号は、デジタル出力回路２２に出力される。
【００５３】
本参考の形態では、整形回路２１は、デジタル回路部２０に設けられている。デジタル回路では、信号のスイッチング時のみに電流が流れるため、帯域を確保するために電流を流し続ける必要のあるアナログ回路に比べて、低電流化を図ることができる。また、デジタル回路では、アナログ回路に比べて、信号のコモンモード電圧が低いため、素子の駆動電流および駆動電圧を低く抑えることができる。以上より、デジタル回路部２０に整形回路２１を設けることにより、波形の整形を低い消費電力で行うことができる。
【００５４】
なお、整形回路２１は、歪んだ信号でデジタル回路が誤動作することを防止するため、図１に示すように、アナログ回路部１０との接続部に設けることが望ましい。
【００５５】
デジタル出力回路２２は、整形回路２１からの差動のデジタル信号を、所定の規格に適合するように変換して外部に出力するインターフェイスであり、例えば、プッシュプルアンプなどによって構成される。
【００５６】
デジタル出力回路２２から出力された差動のデジタル信号は、差動伝送線路３０・３０を介して外部のデジタル回路３１に出力される。なお、差動伝送線路３０・３０の間には、インピーダンス整合のための終端抵抗３２が接続されている。
【００５７】
従って、本参考の形態の増幅部７は、電源線および接地線のインダクタンス成分により、デジタル回路部２０から伝播したノイズを、信号を伝送する主要経路（メインパス）に設けたＬＰＦ１３によって低減するので、電源線および接地線でのノイズ低減のための対策フィルタを設ける必要が無い。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００５８】
なお、本参考の形態では、整形回路２１とデジタル出力回路２２とを別々の構成としているが、波形整形機能を有するデジタル出力回路２２のように、１つの構成にまとめることもできる。この場合、整形回路２１を新たに設ける必要がないので、回路規模の増大を抑制することができる。
【００５９】
〔実施の形態１〕
次に、本発明の実施形態について図４〜図７に基づいて説明する。図４は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図４に示す増幅部７は、図１に示す増幅部７に比べて、ＬＰＦ１３の代わりに、ＬＰＦとして機能する増幅回路１４を設けた点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
上記の構成によると、増幅回路１４がＬＰＦとして機能するので、上記メインパスにＬＰＦを追加する必要がない。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００６１】
なお、増幅回路１２がＬＰＦとして機能してもよい。さらに、増幅回路１２と増幅回路１４との間に１または複数の増幅回路を設け、これら増幅回路全てがＬＰＦとして機能してもよい。この場合、１段のときに比べて、各段の増幅率を小さくし、かつ各段にて高周波成分を遮断できるので、デジタル回路部２０からの高周波ノイズによる信号の発振を困難にすることができる。
【００６２】
また、上記ＬＰＦとして機能する増幅回路１４は、自身が特定の回路周波数特性（遮断周波数）を有することにより実現できる。図５は、増幅回路１４として機能するトランジスタの利得−周波数特性を示しており、該トランジスタのエミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流による遮断周波数および利得（ゲイン）の変化を示している。図示のように、エミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流が大きくなると、遮断周波数が高くなることが理解できる。従って、エミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流のような、増幅回路１４を駆動する電流値を調整することにより、低減すべき高周波ノイズの範囲を容易に調整できることが理解できる。
【００６３】
なお、デジタル回路部２０からの高周波ノイズを適切に低減するには、上記トランジスタのエミッタ電流Ｉｅまたはコレクタ電流を１．０ｍＡ以下とすることが望ましい。また、遮断周波数は、１．５ＧＨｚ以下であることが望ましい。
【００６４】
より理想的には、増幅回路１４を駆動する電流値は、増幅回路１４の遮断周波数が、増幅回路１４に入力された信号の伝送周波数の基本波周波数と２次高調波周波数の間になるように、上記ゲインを調整する値に設定されることが望ましい。
【００６５】
図６は、本実施形態の増幅回路１４の具体例における利得−周波数特性を示している。また、図７は、図６の比較例であり、従来の増幅回路における利得−周波数特性を示している。図６および図７は、データ伝送速度が１．２５Ｇｂｐｓである場合の例を示している。この場合、基本周波数は６２５ＭＨｚである。
【００６６】
図７に示すように、従来の増幅回路における遮断周波数は、上記基本周波数の５次高調波の周波数（３．１２５ＧＨｚ）以上に設定されている。これに対し、図６に示すように、本実施例の増幅回路１４における遮断周波数は、上記基本周波数（６２５ＭＨｚ）とその２次高調波周波数（１．２５ＧＨｚ）との間に設定されている。
【００６７】
図６および図７を比較すると、本実施例の増幅回路１４は、従来の増幅回路よりも、入力された信号の伝送周波数よりも高い周波数の高周波ノイズを大幅に低減できることが理解できる。これにより、増幅回路１４からの出力波形は、入力された信号の高調波成分が増幅されないため、入力された信号の基本波に近い波形となる。
【００６８】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について図８に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図８に示す増幅部７は、図１に示す増幅部７に比べて、増幅回路１２がＬＰＦとして機能するため、ＬＰＦ１３を省略している点と、増幅回路１２と整形回路２１との間のメインパスにコンデンサ２３・２３が設けられている点とが異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、増幅回路１２は、図４に示す増幅回路１４と同様に、ＬＰＦとして機能する。これにより、メインパスにＬＰＦを追加する必要がない。従って、デジタル回路部２０からのノイズを低減するために、回路規模が増大することを防止できる。
【００７０】
コンデンサ２３・２３は、容量結合として機能し、増幅回路１２にて増幅された差動のアナログ信号が入力されると、該信号における振動成分のみを整形回路２１に出力する。
【００７１】
上述のように、デジタル回路部２０の微細化により、デジタル回路部２０のコモンモード電圧よりも、アナログ回路部１０のコモンモード電圧の方が高くなっている。このため、アナログ回路部１０にて生成された信号がデジタル回路部２０に伝送されると、回路の誤動作等の問題が発生する虞がある。
【００７２】
これに対し、本実施形態では、デジタル回路部２０の回路に入力される前に、コンデンサ２３・２３によって直流成分が除去されるので、コモンモード電圧が接地レベルとなり、上記問題の発生を防止することができる。
【００７３】
なお、コンデンサ２３・２３は、デジタル回路部２０に設けられることが望ましい。この場合、コンデンサ２３・２３からデジタル回路部２０の回路（図８の例では整形回路２１）までの配線を短くでき、該配線にて電圧変動が発生する可能性を低減することができる。
【００７４】
〔実施の形態３〕
次に、本発明のさらに別の実施形態について図９に基づいて説明する。図９は、本実施形態に係る光伝送モジュールにおける光受信処理部３の増幅部７の概略構成を回路図で示している。図９に示す増幅部７は、図８に示す増幅部７に比べて、整形回路２１の具体的構成として、インバータ２４・２４が設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
上記の構成によると、インバータ２４・２４は、同様の波形整形機能を有するコンパレータに比べて、利得の発振が小さいため、消費電力を低く抑えることができる。なお、ノイズ特性をより向上するため、インバータ２４・２４は、異なる閾値のインバータを複数段接続した構成であることが望ましい。
【００７６】
なお、上記実施形態では、光伝送モジュール１は、図２に示すように、光送信処理部２、光受信処理部３、および光導波路４を一体に備えた構成としているが、その他の構成も可能である。
【００７７】
図１０は、光伝送モジュールの別の構成例を示している。図１０の（ａ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ａは、光受信処理部３および光導波路４を一体に備えた構成である。また、図１０の（ｂ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ｂは、図１０の（ａ）に示す光伝送モジュール１ａの構成に、外部のデジタル回路３１の一例であるＣＰＵをさらに追加した構成である。また、図１０の（ｃ）の例では、光伝送モジュール（通信モジュール）１ｃは、図１０の（ｂ）に示す光伝送モジュール１ｂの構成に、電気信号をシリアル信号からパラレル信号に変換するデシリアライザＤＥＳを、外部のデジタル回路３１の一例としてさらに追加した構成である。なお、光伝送モジュール１ｃは、クロックリカバリ機能をさらに有していてもよい。
【００７８】
図１１は、光伝送モジュールの他の構成例を示している。図示の例では、光伝送モジュール（送受信装置）１ｄは、光信号を送信する光送信処理部２ｄと、光信号を受信する光受信処理部３ｄとを一体に備えた構成である。
【００７９】
図１〜図１１に示す光伝送モジュール１は、例えば以下のような応用例に適用することが可能である。
【００８０】
まず、第一の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。
【００８１】
図１２は、光伝送モジュール１を折り畳み式携帯電話４０に適用した例を示している。すなわち、図１２の（ａ）は、光伝送モジュール１を内蔵した折り畳み式携帯電話４０の外観を示す斜視図である。
【００８２】
図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）に示した折り畳み式携帯電話４０における、光伝送モジュール１が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、折り畳み式携帯電話４０における本体４０ａ側に設けられた制御部４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）４０ｂ側に設けられた外部メモリ４２、カメラ部（デジタルカメラ）４３、表示部（液晶ディスプレイ表示）４４とが、それぞれ光伝送モジュール１によって接続されている。
【００８３】
図１２の（ｃ）は、図１２の（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図である。図示のように、光伝送モジュール１は、ヒンジ部における支持棒に巻きつけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メモリ４２，カメラ部４３，表示部４４とをそれぞれ接続している。
【００８４】
光伝送モジュール１を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限られた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に好適である。
【００８５】
第２の応用例として、光伝送モジュール１は、印刷装置（電子機器）におけるプリンタヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適用できる。
【００８６】
図１３は、光伝送モジュール１を印刷装置５０に適用した例を示している。図１３の（ａ）は、印刷装置５０の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷装置５０は、用紙５２の幅方向に移動しながら用紙５２に対して印刷を行うプリンタヘッド５１を備えており、このプリンタヘッド５１に光伝送モジュール１の一端が接続されている。
【００８７】
図１３の（ｂ）は、印刷装置５０における、光伝送モジュール１が適用されている部分のブロック図である。この図に示すように、光伝送モジュール１の一端部はプリンタヘッド５１に接続されており、他端部は印刷装置５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置５０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。
【００８８】
図１３の（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置５０においてプリンタヘッド５１が移動（駆動）した場合の、光伝送モジュール１の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示すように、光伝送モジュール１をプリンタヘッド５１のような駆動部に適用する場合、プリンタヘッド５１の駆動によって光伝送モジュール１の湾曲状態が変化するとともに、光伝送モジュール１の各位置が繰り返し湾曲される。
【００８９】
したがって、本実施形態にかかる光伝送モジュール１は、これらの駆動部に好適である。また、光伝送モジュール１をこれらの駆動部に適用することにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。
【００９０】
図１４は、光伝送モジュール１をハードディスク記録再生装置６０に適用した例を示している。図示のように、ハードディスク記録再生装置６０は、ディスク（ハードディスク）６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）６２、基板導入部６３、駆動部（駆動モータ）６４、光伝送モジュール１を備えている。
【００９１】
駆動部６４は、ヘッド６２をディスク６１の半径方向に沿って駆動させるものである。ヘッド６２は、ディスク６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド６２は、光伝送モジュール１を介して基板導入部６３に接続されており、ディスク６１から読み取った情報を光信号として基板導入部６３に伝搬させ、また、基板導入部６３から伝搬された、ディスク６１に書き込む情報の光信号を受け取る。
【００９２】
このように、光伝送モジュール１をハードディスク記録再生装置６０におけるヘッド６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。
【００９３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、本発明を光伝送モジュール１に適用して説明しているが、アナログの信号を増幅して所定形式のデジタル信号に変換する任意の信号処理装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、デジタル回路部からアナログ回路部に伝播して、アナログ信号に混入した高周波ノイズを低減することができ、消費電力の増大を抑えることができるので、１チップにアナログ回路とデジタル回路を混載した任意の装置に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の参考の形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図２】上記光伝送モジュールの概略構成を模式的に示す平面図である。
【図３】上記光伝送モジュールの光導波路における光伝送の状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図５】トランジスタのエミッタ電流による遮断周波数および利得の変化を示すグラフである。
【図６】上記増幅部に含まれる増幅回路の具体例における利得−周波数特性を示すグラフである。
【図７】上記具体例の比較例であって、従来の増幅回路における利得−周波数特性を示すグラフである。
【図８】本発明の別の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図９】本発明の他の実施形態である光伝送モジュールにおける光受信処理部の増幅部の概略構成を示す回路図である。
【図１０】上記光伝送モジュールの別の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図１１】上記光伝送モジュールの他の構成例を概略的に示すブロック図である。
【図１２】上記光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話に適用した例を示す図である。
【図１３】上記光伝送モジュールを印刷装置に適用した例を示す図である。
【図１４】上記光伝送モジュールをハードディスク記録再生装置に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１・１ａ〜１ｄ  光伝送モジュール（通信モジュール、送受信装置）
２・２ｄ  光送信処理部（送信装置）
３・３ｄ  光受信処理部（受信装置）
４  光導波路
５  発光駆動部
６  発光部
７  増幅部（信号処理装置）
８  受光部（受信部）
１０  アナログ回路部
１１  アナログ信号入力端子
１２  増幅回路
１３  ＬＰＦ
１４  増幅回路
２０  デジタル回路部
２１  整形回路（波形整形回路）
２２  デジタル出力回路（変換回路）
２３・２３  コンデンサ
２４・２４  インバータ
３０・３０  差動伝送線路
３１  デジタル回路
３２  終端抵抗