(57)【要約】      （修正有）【課題】  光信号送信装置において動作時のノイズレベルを低減する。【解決手段】  電気信号による映像信号（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）)、及びクロックの信号が入力する電気コネクタ１２から発光素子駆動用半導体１４，１８，２２，２６までの配線長を複数の信号間で異ならせ、発光素子駆動用半導体の動作信号がそれぞれの信号において配線長に依存した遅延によるタイミングのずれが発生し、発光素子駆動用半導体の動作タイミングが異なって同時に動作せず、発光素子駆動用半導体で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。なお、電気コネクタ１２から発光素子駆動用半導体１４，１８，２２，２６までの配線長と、発光素子駆動用半導体１４，１８，２２，２６から発光素子１６，２０，２４，２８までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されているので、発光素子部分において各信号間にスキューは生じない。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号入力部から入力した複数の電気信号を発光素子により光信号に変換して送信する光信号送信装置であって、
前記発光素子を駆動する半導体素子を電気信号入力部と前記発光素子との間に備え、
前記電気信号入力部から前記半導体素子までの配線長と、前記半導体素子から前記発光素子までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記電気信号入力部から前記半導体素子までの配線長が複数の信号間で異る、ことを特徴とする光信号送信装置。
【請求項２】
複数の光信号を受光素子により電気信号に変換して出力部より送信する光信号受信装置であって、
前記発光素子が出力した電気信号を増幅する半導体素子を前記発光素子と前記出力部との間に備え、
前記発光素子から前記半導体素子までの配線長と、前記半導体素子から前記出力部までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記受光素子から前記半導体素子までの配線長が複数の信号間で異なる、ことを特徴とする光信号送信装置。
【請求項３】
電気信号入力部から入力した複数の電気信号を発光素子により光信号に変換して送信する光信号送信装置であって、
前記発光素子を駆動する半導体素子を電気信号入力部と前記発光素子との間に備え、
前記電気信号入力部から前記発光素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、
前記電気信号入力部から前記半導体素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間で異なる、ことを特徴とする光信号送信装置。
【請求項４】
複数の光信号を受光素子により電気信号に変換して出力部より送信する光信号受信装置であって、
前記発光素子が出力した電気信号を増幅する半導体素子を前記発光素子と前記出力部との間に備え、
前記発光素子から前記出力部までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、
前記発光素子から前記半導体素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間で異なる、ことを特徴とする光信号送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号送信装置、及び光信号受信装置にかかり、特に、動作時のノイズレベルを低減できる光信号送信装置、及び光信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電気信号を光信号に変換して光信号の送受信を行う装置として、例えば特許文献１に開示される装置がある。
【０００３】
特許文献１には、Ｎ×ｍ個の電気信号を光信号に変換して送受信する装置が示されている。
【０００４】
こので開示されている従来技術においては、各信号間に生じるスキューを軽減するために、クロック信号を工夫することによってその解決方法を提案している。
【特許文献１】特開平５−２９２０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示されている各信号間で生じるスキューの軽減方法においては、クロック信号を工夫することで対応しているが、高速（周波数の高い。例えば、１．６ＧHz）な電気信号を光信号に変換して伝送する場合、その電気ー光変換回路、あるいは光ー電気変換回路における回路素子の配置及び素子間を接続する配線の影響が大きく、たとえクロック信号を工夫しても、これらの考慮することなく各信号間のスキューを軽減することはできないことが発明者らの検証によって明らかになった。
【０００６】
また、各信号間のスキューを軽減する方法として、各信号間の配線長を等しくすることは公知の技術であるが、単純に等しくした場合、放出されるノイズが、各信号が同時に動作することでより大きくなり、またこの半導体素子から発光素子への接続配線から放出されるノイズもより大きくなってしまう問題がある。
【０００７】
また、このような問題は、受信した光信号を電気信号に変換して出力する光信号受信装置においても起こる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、動作時のノイズレベルを低減できる光信号送信装置、及び光信号受信装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、電気信号入力部から入力した複数の電気信号を発光素子により光信号に変換して送信する光信号送信装置であって、前記発光素子を駆動する半導体素子を電気信号入力部と前記発光素子との間に備え、前記電気信号入力部から前記半導体素子までの配線長と、前記半導体素子から前記発光素子までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記電気信号入力部から前記半導体素子までの配線長が複数の信号間で異なる、ことを特徴としている。
【００１０】
次に、請求項１に記載の光信号送信装置の作用を説明する。
【００１１】
電気信号入力部から半導体素子までの配線長を複数の信号間で異ならせることで、発光素子駆動用の半導体の動作信号がそれぞれの信号においてその配線長に依存した遅延によるタイミングのずれが発生し、これによって半導体素子の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐことが可能となる。
【００１２】
このため、半導体素子で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。また、半導体素子で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００１３】
なお、電気信号を入力する電気信号入力部から発光素子を駆動する半導体素子までの配線長と、半導体素子から発光素子までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されているので、発光素子部分（光信号出力部）において各信号間にスキューは生じない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、複数の光信号を受光素子により電気信号に変換して出力部より送信する光信号受信装置であって、前記発光素子が出力した電気信号を増幅する半導体素子を前記発光素子と前記出力部との間に備え、前記発光素子から前記半導体素子までの配線長と、前記半導体素子から前記出力部までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記受光素子から前記半導体素子までの配線長が複数の信号間で異なる、ことを特徴としている。
【００１５】
次に、請求項２に記載の光信号受信装置の作用を説明する。
【００１６】
受光素子から半導体素子までの配線長を複数の信号間で異ならせることで、それぞれの信号においてその配線長に依存した遅延によるタイミングのずれが発生し、これによって半導体素子の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐことが可能となる。
【００１７】
このため、半導体素子で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。また、半導体素子で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００１８】
なお、受光素子から半導体素子までの配線長と、半導体素子から電気信号の出力部までの配線長とを合計した配線長が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されているので、出力部において各信号間にスキューは生じない。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、電気信号入力部から入力した複数の電気信号を発光素子により光信号に変換して送信する光信号送信装置であって、前記発光素子を駆動する半導体素子を電気信号入力部と前記発光素子との間に備え、前記電気信号入力部から前記発光素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記電気信号入力部から前記半導体素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間で異なる、ことを特徴としている。
【００２０】
次に、請求項３に記載の光信号送信装置の作用を説明する。
【００２１】
電気信号入力部から半導体素子までの電気信号伝達時間を複数の信号間で異ならせることで、発光素子駆動用の半導体の動作信号がそれぞれの信号においてその電気信号伝達時間に依存した遅延によるタイミングのずれが発生し、これによって半導体素子の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐことが可能となる。
【００２２】
このため、半導体素子で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。また、半導体素子で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００２３】
なお、電気信号を入力する電気信号入力部から発光素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定されているので、発光素子部分（光信号出力部）において各信号間にスキューは生じない。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、複数の光信号を受光素子により電気信号に変換して出力部より送信する光信号受信装置であって、前記発光素子が出力した電気信号を増幅する半導体素子を前記発光素子と前記出力部との間に備え、前記発光素子から前記出力部までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定されており、前記発光素子から前記半導体素子までの電気信号伝達時間が複数の信号間で異なる、ことを特徴としている。
【００２５】
次に、請求項４に記載の光信号受信装置の作用を説明する。
【００２６】
受光素子から半導体素子までの電気信号伝達時間を複数の信号間で異ならせることで、それぞれの信号においてその電気信号伝達時間に依存した遅延によるタイミングのずれが発生し、これによって半導体素子の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐことが可能となる。
【００２７】
このため、半導体素子で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。また、半導体素子で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００２８】
なお、受光素子用から電気信号の出力部までの電気信号伝達時間が、複数の信号間でそれぞれ等しく設定されているので、出力部において各信号間にスキューは生じない。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように請求項１に記載の光信号送信装置によれば、動作時のノイズレベルを低減できる、という優れた効果を有する。
【００３０】
請求項２に記載の光信号受信装置によれば、動作時のノイズレベルを低減できる、という優れた効果を有する。
【００３１】
請求項３に記載の光信号送信装置によれば、動作時のノイズレベルを低減できる、という優れた効果を有する。
【００３２】
また、請求項４に記載の光信号受信装置によれば、動作時のノイズレベルを低減できる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００３４】
図１には、光信号送信装置（トランスミッタ）１、光信号受信装置（レシーバー）３、及び光信号送信装置１からの光信号を光信号受信装置３へ伝送するための光ファイバケーブル２からなる光信号伝送装置４が示されている。
（光信号送信装置）
図１、及び図２に示すように、光信号送信装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ（図示せず）から出力された電気信号（ＤＶＩ信号）による映像信号（赤（Ｒ）の映像信号、緑（Ｇ）の映像信号、青（Ｂ）の映像信号、及びクロックの信号が入力する電気コネクタ１２、青（Ｂ）の映像信号用の発光素子１６、緑（Ｇ）の映像信号用の発光素子２０、赤（Ｒ）の映像信号用の発光素子２４、クロックの信号用の発光素子２８、青（Ｂ）の映像信号用の発光素子１６を駆動する発光素子駆動用半導体１４、緑（Ｇ）の映像信号用の発光素子２０を駆動する発光素子駆動用半導体素子１８、赤（Ｒ）の映像信号用の発光素子２４を駆動する発光素子駆動用半導体素子２２、クロックの信号用の発光素子２８を駆動する発光素子駆動用半導体２６を備えている。
【００３５】
なお、発光素子１６，２０，２４，２８は何れもレーザダイオードであり、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６は所謂レーザドライバである。
【００３６】
入力された電気信号のうち、青の映像信号は差動信号配線１３を介して発光素子駆動用半導体１４に入力され、発光素子駆動用半導体１４の出力はインピーダンスコントロールされた配線１５を介して発光素子１６に入力され光信号に変換される。
【００３７】
緑の映像信号は差動信号配線１７を介して発光素子駆動用半導体１８に入力され、発光素子駆動用半導体１８の出力はインピーダンスコントロールされた配線１９を介して発光素子２０に入力され光信号に変換される。
【００３８】
同様に赤の映像信号は差動信号配線２１を介して発光素子駆動用半導体２２に入力され、発光素子駆動用半導体２２の出力はインピーダンスコントロールされた配線２３を介して発光素子２４に入力され光信号に変換される。
【００３９】
さらに、クロックの信号は差動信号配線２５を介して発光素子駆動用半導体２６に入力され、発光素子駆動用半導体２６の出力はインピーダンスコントロールされた配線２７を介して発光素子２８に入力され光信号に変換される。
【００４０】
これらの光信号は、光ファイバケーブル２を介して光信号受信装置３へ送られる。
【００４１】
ここで、差動信号配線１３，１７，２１，２５はそれぞれ長さが異なり、それぞれのインピーダンスコントロールされた配線１５，１９，２３，２７もそれぞれ長さが異なっている。
【００４２】
これら配線の長さは、図３に示すように、それぞれの映像信号の差動信号配線長とインピーダンスコントロールされた配線長との和が等しくなっている、即ち、電気コネクタ１２からそれぞれの発光素子までの配線長が等しく、発光素子駆動用半導体素子は電気コネクタと発光素子との間の信号伝達経路の何れかの位置に存在するように構成されている。
【００４３】
なお、光信号送信装置１は、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６等に接続される図示しない電源を備えている。
（光信号受信装置）
図７に示すように、光信号受信装置３は、光ファイバケーブル２から出力された青（Ｂ）の映像光信号を受光する受光素子（フォトダイオード）３０、緑（Ｇ）の映像光信号を受光する受光素子３５、赤（Ｒ）の映像光信号を受光する受光素子３９、及びクロックの光信号を受光する受光素子４０、受光素子３０からの電気信号を増幅する電気信号増幅用半導体３３、受光素子３５からの電気信号を増幅する電気信号増幅用半導体３７、受光素子３９からの電気信号を増幅する電気信号増幅用半導体４１、受光素子４３からの電気信号を増幅する電気信号増幅用半導体４５、増幅された電気信号を出力するための電気コネクタ４７を備えている。
【００４４】
電気コネクタ４７には、例えば、モニタに電気信号を入力するためのケーブルのコネクタ（図示せず）が接続される。
【００４５】
青用の受光素子３０からの電気信号は配線３２を介して電気信号増幅用半導体３３に入力され、電気信号増幅用半導体３３の出力は配線３７を介して電気コネクタ４７に入力される。
【００４６】
緑用の受光素子３５からの電気信号は配線３６を介して電気信号増幅用半導体３７に入力され、電気信号増幅用半導体３７の出力は配線３８を介して電気コネクタ４７に入力される。
【００４７】
赤用の受光素子３９からの電気信号は配線４０を介して電気信号増幅用半導体４１に入力され、電気信号増幅用半導体４１の出力は配線４２を介して電気コネクタ４７に入力される。
【００４８】
クロック用の受光素子４３からの電気信号は配線４４を介して電気信号増幅用半導体４５に入力され、電気信号増幅用半導体４５の出力は配線４６を介して電気コネクタ４７に入力される。
【００４９】
ここで、配線３２，３６，４０，４４はそれぞれ長さが異なり、それぞれの配線３４，３８，４２，４６もそれぞれ長さが異なっている。
【００５０】
これら配線の長さは、図８に示すように、それぞれの増幅前の信号の配線長と増幅後の信号の配線長との和が等しくなっている、即ち、電気コネクタ４７からそれぞれの受光素子までの配線長が等しく、電気信号増幅用半導体素子は電気コネクタと受光素子との間の信号伝達経路の何れかの位置に存在するように構成されている。
（作用）
先ず最初に、本実施形態の光信号伝送装置４の光信号送信装置１の作用を説明する。
【００５１】
光信号送信装置１の電気コネクタ１２に映像信号及びクロック信号が入力したときの電気コネクタ１２でのアイパターン波形は図４（Ａ）に示すように揃っているが、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６の入力端でのアイパターン波形は、差動信号配線１３，１７，２１，２５のそれぞれの長さに応じて図４（Ｂ）に示すように遅延が発生する。ここでは、青の映像信号が最も早く、続いて、緑、赤、クロックの信号の順に伝送され、それぞれが異なるタイミングで発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６に入力される。
【００５２】
したがって、光信号送信装置１では、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐので、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。
【００５３】
また、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００５４】
発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６から出力されて発光素子１６，２０，２４，２８に入力される各信号は、同様にインピーダンスコントロールされた配線１５，１９，２３，２７のそれぞれの長さに応じた遅延により、図４（Ｃ）に示すようになり、各映像信号が同時に発光素子１６，２０，２４，２８に伝送されて光信号に変換されることとなる。
【００５５】
即ち、電気信号を入力する電気コネクタ１２から発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６までの配線長と、発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６からそれぞれ対応する発光素子１６，２０，２４，２８までの配線長とを合計した配線長が、それぞれ等しく設定されているので、光信号出力部である発光素子１６，２０，２４，２８において各信号間にスキューを生ずることが無い。
【００５６】
図５は、他の実施形態を示すものであり、図２と異なる構成は、発光素子１６，２０，２４，２８の配置がより狭くなっている。
【００５７】
このような配置に伴って、発光素子１６，２０，２４，２８と発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６とを接続するインピーダンスコントロールされた配線１５，１９，２３，２７のは略扇型の配置となる。
【００５８】
このような発光素子１６，２０，２４，２８の配置においては、図２に示すように、図面左側（青の映像信号）から順に配線長を変化させるものではなく、それぞれの光信号に応じた発光素子駆動用半導体１４、１８，２２，２６を接続する。差動信号配線１３，１７，２１，２５の長さをそれぞれ調整し、光信号送信装置１においては、光コネクター２９の形状を小型化する場合や、光信号送信装置１の形状そのものを小型化する場合に有効な手段となる。
【００５９】
次に、光信号受信装置３の作用を説明する。
【００６０】
光信号受信装置１の受光素子３０，３５，３９，４３に映像光信号及びクロック光信号が入力したときの受光素子３０，３５，３９，４３でのアイパターン波形は、図４（Ａ）に示すように揃っているが、電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５の入力端でのアイパターン波形は、配線３４，３８，４２，４６のそれぞれの長さに応じて図４（Ｂ）に示すように遅延が発生しており、青の映像信号が最も早く、続いて、緑、赤、クロックの信号の順に伝送され、それぞれが異なるタイミングで電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５に入力される。
【００６１】
したがって、光信号受信装置３１では、電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５の動作タイミングが異なって同時に動作することを防ぐので、電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５で消費される電流による電源電流の変動を小さくできる。
【００６２】
また、電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５で消費される電流に時間的なずれが生じるため、電流変動によるノイズの発生を抑えることができる。
【００６３】
電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５から出力されて電気コネクタ４７に入力される各信号は、同様に配線３２，３６，４０，４４のそれぞれの長さに応じた遅延により、図４（Ｃ）に示すようになり、各映像信号が同時に電気コネクタ４７に伝送されることとなる。
【００６４】
即ち、光信号を入力する受光素子３０，３５，３９，４３から電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５までの配線長と、電気信号増幅用半導体３３，３７，４１，４５から電気信号の出力部である電気コネクタ４７までの配線長とを合計した配線長が、それぞれ等しく設定されているので、電気コネクタ４７において各信号間にスキューを生ずることが無い。
【００６５】
なお、上記実施形態では、電気コネクタ１２から発光素子１６，２０，２４，２８までの配線長を複数の信号間でそれぞれ等しく設定していたが、例えば、インピーダンス等の調整を行うことで調整電気コネクタ１２から発光素子１６，２０，２４，２８までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定できれば配線長は異なっていても良い。
【００６６】
同様に、受光素子３０，３５，３９，４３から電気コネクタ４７までの配線長を複数の信号間でそれぞれ等しく設定していたが、例えば、インピーダンス等の調整を行うことで受光素子３０，３５，３９，４３から電気コネクタ４７までの電気信号伝達時間が複数の信号間でそれぞれ等しく設定できれば配線長は異なっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】光信号伝送装置の概略構成図である。
【図２】光信号送信装置の構成図である。
【図３】各配線の長さを説明する光信号送信装置の概略構成図である。
【図４】（Ａ）はコネクタ部分での各信号のアイパターンであり、（Ｂ）は半導体素子の入力端部分での各信号のアイパターンであり、（Ｃ）は発光素子部分での各信号のアイパターンである。
【図５】他の実施形態に係る光信号伝送装置の概略構成図である。
【図６】各配線の長さを説明する他の実施形態に係る光信号送信装置の概略構成図である。
【図７】光信号受信装置の構成図である。
【図８】各配線の長さを説明する光信号受信装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１      光信号送信装置
３      光信号受信装置
１３    差動信号配線
１４    発光素子駆動用半導体
１５    配線
１６    発光素子
１７    差動信号配線
１８    発光素子駆動用半導体
１９    配線
２０    発光素子
２１    差動信号配線
２２    発光素子駆動用半導体
２３    配線
２４    発光素子
２５    差動信号配線
２６    発光素子駆動用半導体
２７    配線
２８    発光素子
【図１】
2006080980.tif 000003
【図２】
2006080980.tif 000004
【図３】
2006080980.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006080980.tif 000007
【図６】
2006080980.tif 000008
【図７】
2006080980.tif 000009
【図８】
2006080980.tif 000010