(57)【要約】【課題】出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より低減可能な光受信回路を提供する。【解決手段】光受信回路１０は、第１電圧源１、第２電圧源２、フォトダイオード３、トランスインピーダンスアンプ１８および出力回路２０を備える。第１電圧源１、第２電圧源２およびトランスインピーダンスアンプ１８は、出力回路２０に接続されている。第２電圧源２は、トランスインピーダンスアンプ１８の出力電圧Ｖaが入力されるようにトランスインピーダンスアンプ１８に接続されている。第１電圧源１は、第１しきい値電圧Ｖth1が一定の電圧で且つフォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに出力電圧Ｖaよりも大きくなるように構成されている。第２電圧源２は、第２しきい値電圧Ｖth2が上記初期状態のときに出力電圧Ｖaよりも小さく且つ出力電圧Ｖaの変化に応じて出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１しきい値電圧を出力する第１電圧源と、第２しきい値電圧を出力する第２電圧源と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードに流れる光電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプと、出力信号を出力する出力回路とを備え、前記第１電圧源、前記第２電圧源および前記トランスインピーダンスアンプそれぞれは、前記出力回路に接続されており、前記第２電圧源は、前記トランスインピーダンスアンプからの出力電圧が入力されるように前記トランスインピーダンスアンプに接続され、前記第１電圧源は、前記第１しきい値電圧が、一定の電圧で、且つ、前記フォトダイオードに前記光電流が流れていない初期状態のときに前記出力電圧よりも大きくなるように構成され、前記第２電圧源は、前記第２しきい値電圧が、前記初期状態のときに前記出力電圧よりも小さく、且つ、前記出力電圧の変化に応じて前記出力電圧の前記変化よりも緩やかに変化するように構成されていることを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記出力回路は、前記出力電圧と前記第１しきい値電圧を比較する第１比較器と、前記出力電圧と前記第２しきい値電圧を比較する第２比較器と、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの出力が入力される論理回路と、前記論理回路からの出力が入力され前記出力信号を出力する出力ドライバとを有していることを特徴とする請求項１記載の光受信回路。
【請求項３】
前記トランスインピーダンスアンプは、第１オペアンプと、前記第１オペアンプの入力端子および出力端子間に接続された第１抵抗とを有し、前記第２電圧源は、第２オペアンプと、前記第２オペアンプの反転入力端子および出力端子間に接続された第２抵抗と、第１定電流源とを有し、前記第２オペアンプの前記反転入力端子は、前記第１定電流源に接続され、前記第２オペアンプの非反転入力端子は、前記第１オペアンプの前記出力端子に接続され、前記第２オペアンプの出力端子は、前記出力回路に接続され、前記第２オペアンプの応答速度は、前記第１オペアンプの応答速度よりも遅く設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光受信回路。
【請求項４】
前記第２電圧源は、第２定電流源と、前記第２しきい値電圧が変化する時間を前記出力電圧が変化する時間よりも長く設定する設定部とを有し、前記トランスインピーダンスアンプは、前記設定部を介して前記第２定電流源に接続され、前記第２定電流源は、前記出力回路に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光受信回路。
【請求項５】
前記第１電圧源は、第３オペアンプと、前記第３オペアンプの反転入力端子および出力端子間に接続された第３抵抗と、第３定電流源とを有し、前記第３オペアンプの前記反転入力端子は、前記第３定電流源に接続され、前記第３オペアンプの非反転入力端子は、前記フォトダイオードのカソード側に接続され、前記第３オペアンプの前記出力端子は、前記出力回路に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光信号を電気信号に変換可能な光受信回路が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載された光受信回路７０は、図５に示すように、光信号を電流に変換するフォトダイオード５０と、フォトダイオード５０の出力電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ５１とを備えている。また、光受信回路７０は、フォトダイオード５０およびトランスインピーダンスアンプ５１と略同等な特性を有するフォトダイオード５２およびトランスインピーダンスアンプ５３と、遮光部５４とを備えている。また、光受信回路７０は、各トランスインピーダンスアンプ５１，５３からの電圧信号が入力され、平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdを出力する差動アンプ５５を備えている。また、光受信回路７０は、差動アンプ５５からの平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdの波形を整形するコンパレータ５６と、出力回路５７とを備えている。
【０００４】
各トランスインピーダンスアンプ５１，５３それぞれの出力端と、差動アンプ５５におけるトランスインピーダンスアンプ５３側の入力端との間の電路上には、比較回路５８とトランスコンダクタンスアンプ５９が配置されている。
【０００５】
比較回路５８は、抵抗６２と、電流源６３と、３つのアンプ６４〜６６とを有している。
【０００６】
トランスコンダクタンスアンプ５９は、３つのトランジスタ６７〜６９と、抵抗７１と、３つの電流源７２〜７４とを有している。
【０００７】
特許文献１には、トランスインピーダンスアンプ５３からの電圧信号に、電圧源６０によりオフセット電圧Ｖ１を加えている旨が記載されている。また、特許文献１には、電圧源６０と、差動アンプ５５におけるトランスインピーダンスアンプ５３側の入力端との間の電路上に、抵抗６１が配置されている旨が記載されている。また、特許文献１には、トランスインピーダンスアンプ５１からの電圧信号Ｓaが、比較回路５８とトランスコンダクタンスアンプ５９を介して、トランスインピーダンスアンプ５３からの電圧信号に重畳される旨が記載されている。なお、図５および図６（ａ）中のＳbは、トランスインピーダンスアンプ５３からの電圧信号に、電圧信号Ｓaを重畳した電圧信号を表している。また、図５および図６（ａ）中のＳeは、電圧信号Ｓaを、抵抗６２および電流源６３により低電位側にシフトした電圧信号を表している。また、電圧信号Ｓeは、電圧信号Ｓaを、抵抗６２の抵抗値Ｒ１０と電流源６３の出力電流の電流値Ｉ１０との積（Ｒ１０×Ｉ１０）だけ低電位側にシフトした信号である。また、図６（ｂ）は、差動アンプ５５から出力された平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdを表している。
【０００８】
光受信回路７０では、トランスインピーダンスアンプ５１の出力電圧とトランスインピーダンスアンプ５３の出力電圧との差が、積（Ｒ１０×Ｉ１０）よりも小さい場合、トランジスタ６７がオフ状態、トランジスタ６８，６９がオン状態となる。これにより、光受信回路７０では、トランスコンダクタンスアンプ５９からの出力電流Ｉ１１がゼロになる。
【０００９】
一方、光受信回路７０では、トランスインピーダンスアンプ５１の出力電圧とトランスインピーダンスアンプ５３の出力電圧との差が、積（Ｒ１０×Ｉ１０）よりも大きい場合、トランジスタ６７がオン状態、トランジスタ６８，６９がオフ状態となる。これにより、光受信回路７０では、トランスコンダクタンスアンプ５９からの出力電流Ｉ１１が抵抗６１に流れ込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３６３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
光受信回路７０では、電圧信号Ｓaが立ち上がり始め、トランスコンダクタンスアンプ５９からの出力電流Ｉ１１が抵抗６１に流れ込むと、電圧信号Ｓbが、電圧信号Ｓaに追随して立ち上がる。また、光受信回路７０では、トランスコンダクタンスアンプ５９のトランスコンダクタンス、抵抗６１の抵抗値およびオフセット電圧Ｖ１を適宜選択することで、電圧信号Ｓaを、図６（ａ）中の交点Ｐ１，Ｐ２において電圧信号Ｓbと交差させることが可能となる。これにより、光受信回路７０では、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを低減することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、光受信回路７０では、例えば、フォトダイオード５０で光信号が受信されない状態が続いた後に、フォトダイオード５０で光信号が受信されたとき、トランジスタ６７が、オフ状態からオン状態となるのに要する時間が長くなってしまう可能性がある。そのため、光受信回路７０では、電圧信号Ｓbを電圧信号Ｓaの変化に追随させるのに要する時間が長くなる可能性があり、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生する可能性がある。
【００１３】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より低減可能な光受信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の光受信回路は、第１しきい値電圧を出力する第１電圧源と、第２しきい値電圧を出力する第２電圧源と、フォトダイオードと、前記フォトダイオードに流れる光電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプと、出力信号を出力する出力回路とを備え、前記第１電圧源、前記第２電圧源および前記トランスインピーダンスアンプそれぞれは、前記出力回路に接続されており、前記第２電圧源は、前記トランスインピーダンスアンプからの出力電圧が入力されるように前記トランスインピーダンスアンプに接続され、前記第１電圧源は、前記第１しきい値電圧が、一定の電圧で、且つ、前記フォトダイオードに前記光電流が流れていない初期状態のときに前記出力電圧よりも大きくなるように構成され、前記第２電圧源は、前記第２しきい値電圧が、前記初期状態のときに前記出力電圧よりも小さく、且つ、前記出力電圧の変化に応じて前記出力電圧の前記変化よりも緩やかに変化するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
この光受信回路において、前記出力回路は、前記出力電圧と前記第１しきい値電圧を比較する第１比較器と、前記出力電圧と前記第２しきい値電圧を比較する第２比較器と、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの出力が入力される論理回路と、前記論理回路からの出力が入力され前記出力信号を出力する出力ドライバとを有していることが好ましい。
【００１６】
この光受信回路において、前記トランスインピーダンスアンプは、第１オペアンプと、前記第１オペアンプの入力端子および出力端子間に接続された第１抵抗とを有し、前記第２電圧源は、第２オペアンプと、前記第２オペアンプの反転入力端子および出力端子間に接続された第２抵抗と、第１定電流源とを有し、前記第２オペアンプの前記反転入力端子は、前記第１定電流源に接続され、前記第２オペアンプの非反転入力端子は、前記第１オペアンプの前記出力端子に接続され、前記第２オペアンプの出力端子は、前記出力回路に接続され、前記第２オペアンプの応答速度は、前記第１オペアンプの応答速度よりも遅く設定されていることが好ましい。
【００１７】
この光受信回路において、前記第２電圧源は、第２定電流源と、前記第２しきい値電圧が変化する時間を前記出力電圧が変化する時間よりも長く設定する設定部とを有し、前記トランスインピーダンスアンプは、前記設定部を介して前記第２定電流源に接続され、前記第２定電流源は、前記出力回路に接続されていることが好ましい。
【００１８】
この光受信回路において、前記第１電圧源は、第３オペアンプと、前記第３オペアンプの反転入力端子および出力端子間に接続された第３抵抗と、第３定電流源とを有し、前記第３オペアンプの前記反転入力端子は、前記第３定電流源に接続され、前記第３オペアンプの非反転入力端子は、前記フォトダイオードのカソード側に接続され、前記第３オペアンプの前記出力端子は、前記出力回路に接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光受信回路では、前記第２電圧源が、前記トランスインピーダンスアンプからの出力電圧が入力されるように前記トランスインピーダンスアンプに接続されている。これにより、本発明の光受信回路では、前記フォトダイオードで光信号が受信されない状態が続いた後に前記フォトダイオードで光信号が受信されたとしても、前記第２しきい値電圧を前記出力電圧の変化に応じて変化させることが可能となる。よって、本発明の光受信回路においては、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１の光受信回路の概略構成図である。
【図２】実施形態１の光受信回路に関し、（ａ）は第１しきい値電圧、第２しきい値電圧およびトランスインピーダンスアンプの出力電圧の説明図、（ｂ）は出力回路からの出力信号の説明図である。
【図３】実施形態２の光受信回路の概略構成図である。
【図４】実施形態３の光受信回路の概略構成図である。
【図５】従来例の光受信回路の概略構成図である。
【図６】従来例の光受信回路に関し、（ａ）は差動アンプの入力信号の説明図、（ｂ）は差動アンプの出力信号の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態１）
以下、本実施形態の光受信回路１０について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２２】
光受信回路１０は、第１電圧源１と、第２電圧源２と、フォトダイオード３と、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdを電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ１８と、出力信号を出力する出力回路２０とを備えている。トランスインピーダンスアンプ１８は、第１オペアンプ４と、第１オペアンプ４の入力端子および出力端子間に接続された抵抗Ｒ１とを有している。なお、本実施形態では、抵抗Ｒ１を、第１抵抗Ｒ１と称することもある。
【００２３】
第１電圧源１は、一定の電圧（直流電圧）である第１しきい値電圧Ｖth1を出力する。第１電圧源１としては、例えば、定電圧源などを用いることができる。また、第１電圧源１は、出力回路２０に接続されている。
【００２４】
第２電圧源２は、第２しきい値電圧Ｖth2を出力する。また、第２電圧源２は、第２オペアンプ９と、第２オペアンプ９の反転入力端子および出力端子間に接続された抵抗Ｒ２と、所定の第１直流電流（以下、第１出力電流）Ｉ１を出力する第１定電流源１１とを有している。なお、本実施形態では、抵抗Ｒ２を、第２抵抗Ｒ２と称することもある。
【００２５】
第２オペアンプ９の反転入力端子は、第１定電流源１１に接続されている。第１定電流源１１には、例えば、３Ｖもしくは５Ｖの電源電圧が供給されている。第２オペアンプ９の非反転入力端子は、第１オペアンプ４の出力端子に接続されている。第２オペアンプ９の出力端子は、出力回路２０に接続されている。要するに、第２電圧源２は、出力回路２０に接続されている。
【００２６】
フォトダイオード３のアノード側は、接地されている。フォトダイオード３のカソード側は、第１オペアンプ４の入力端子に接続されている。また、フォトダイオード３のカソード側は、抵抗Ｒ１を介して、第１オペアンプ４の出力端子に接続されている。第１オペアンプ４の出力端子は、出力回路２０に接続されている。要するに、トランスインピーダンスアンプ１８は、出力回路２０に接続されている。
【００２７】
出力回路２０は、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaと第１しきい値電圧Ｖth1を比較する第１比較器５と、出力電圧Ｖaと第２しきい値電圧Ｖth2を比較する第２比較器６とを有している。また、出力回路２０は、第１比較器５および第２比較器６それぞれの出力が入力される論理回路７と、論理回路７からの出力が入力され上記出力信号を出力する出力ドライバ８とを有している。
【００２８】
第１比較器５の反転入力端子は、第１電圧源１に接続されている。第１比較器５の非反転入力端子は、第１オペアンプ４の出力端子に接続されている。
【００２９】
第２比較器６の反転入力端子は、第２電圧源２に接続されている。具体的に説明すると、第２比較器６の反転入力端子は、第２オペアンプ９の出力端子に接続されている。第２比較器６の非反転入力端子は、第１オペアンプ４の出力端子に接続されている。
【００３０】
論理回路７は、ＮＡＮＤ回路の機能を有している。本実施形態では、論理回路７として、例えば、ＮＡＮＤ回路を用いている。論理回路７の一方の入力端子は、第１比較器５の出力端子に接続されている。論理回路７の他方の入力端子は、第２比較器６の出力端子に接続されている。論理回路７の出力端子は、出力ドライバ８の入力端子に接続されている。なお、本実施形態では、論理回路７として、ＮＡＮＤ回路を用いているが、これに限らず、例えば、ＡＮＤ回路とＮＯＴ回路を組み合わせた回路などを用いてもよい。
【００３１】
光受信回路１０は、出力ドライバ８の出力端子を、例えば、負荷（図示せず）と電気的に接続して使用することができる。この場合、出力ドライバ８からの上記出力信号は、上記負荷を駆動するための駆動信号として利用される。
【００３２】
本実施形態の光受信回路１０では、第１比較器５の反転入力端子に、第１電圧源１からの第１しきい値電圧Ｖth1が入力される。また、光受信回路１０では、第２比較器６の反転入力端子に、第２電圧源２からの第２しきい値電圧Ｖth2が入力される。
【００３３】
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２電圧源２に、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaが入力される。具体的に説明すると、光受信回路１０では、第２オペアンプ９の非反転入力端子に、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaが入力される。これにより、第２電圧源２は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの大きさに基づいて、第２しきい値電圧Ｖth2を生成することが可能となり、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に追随させることが可能となる。よって、第２しきい値電圧Ｖth2は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に応じて、出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化することが可能となる（図２（ａ）参照）。ここにおいて、第２しきい値電圧Ｖth2が出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化するとは、第２しきい値電圧Ｖth2の立ち上がりおよび立ち下がりの傾きが、出力電圧Ｖaの立ち上がりおよび立ち下がりの傾きよりも小さいことを意味する。
【００３４】
第２しきい値電圧Ｖth2の電圧値ｖth2〔Ｖ〕は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの電圧値をｖa〔Ｖ〕、抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２〔Ω〕、第１定電流源１１の第１出力電流Ｉ１の電流値をｉ１〔Ａ〕とすると、下記の式（１）により求められる。
ｖth2＝ｖa−ｒ２×ｉ１  ・・・式（１）
また、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの電圧値ｖa〔Ｖ〕は、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiをｖi〔Ｖ〕、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdの電流値をｉpd〔Ａ〕、抵抗Ｒ１の抵抗値をｒ１〔Ω〕とすると、下記の式（２）により求められる。
ｖa＝ｖi＋ｒ１×ｉpd  ・・・式（２）
光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されない場合、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れないので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaは、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiと同じになる。一方、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信された場合、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れるので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaは、上記の式（２）により求められた電圧となる。
【００３５】
また、本実施形態の光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖth1を、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のとき（例えば、図２中のｔ１の時点）に、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaよりも大きくなるように設定している。つまり、第１しきい値電圧Ｖth1は、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のとき、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiよりも大きい。これにより、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れたとき、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第１しきい値電圧Ｖth1と交差させることが可能となる。ここにおいて、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態とは、フォトダイオード３で光信号が一度も受信されていない状態のことを意味する。また、本実施形態では、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiをｖi〔Ｖ〕とすると、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときの第１しきい値電圧Ｖth1の電圧値ｖth1(0)〔Ｖ〕を、例えば、下記の式（３）のように設定してある。
ｖth1(0)＝ｖi＋０．０５  ・・・式（３）
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2を、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaよりも小さくなるように設定している。つまり、第２しきい値電圧Ｖth2は、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のとき、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiよりも小さい。これにより、光受信回路１０では、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するとき、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と交差させることが可能となる。本実施形態では、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiをｖi〔Ｖ〕とすると、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときの第２しきい値電圧Ｖth2の電圧値ｖth2(0)〔Ｖ〕を、例えば、下記の式（４）のように設定してある。
ｖth2(0)＝ｖi−０．０５  ・・・式（４）
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２オペアンプ９の応答速度を、第１オペアンプ４の応答速度よりも遅く設定している。これにより、光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に応じて、より確実に出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化させることが可能となる。よって、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れたときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2と交差するのを防止することが可能となる。また、光受信回路１０では、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と、より確実に交差させることが可能となる。
【００３６】
以下、本実施形態の光受信回路１０の動作について、図２に基づいて説明する。
【００３７】
光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されないとき（例えば、図２中のｔ１の時点）、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れないので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiと同じになる。これにより、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、第１しきい値電圧Ｖth1よりも小さく且つ第２しきい値電圧Ｖth2よりも大きくなるので、第１比較器５の出力電圧がローレベルとなり、第２比較器６の出力電圧がハイレベルとなる。よって、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルとなる。
【００３８】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れるので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、上記の式（２）により求められた電圧となる。具体的に説明すると、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、フォトダイオード３の光電流Ｉpdが増加するので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaも増加する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが増加すると、第２しきい値電圧Ｖth2が、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの増加に応じて、出力電圧Ｖaの増加よりも緩やかに増加する。言い換えれば、第２しきい値電圧Ｖth2は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの立ち上がりに応じて、出力電圧Ｖaの立ち上がりよりも緩やかに立ち上がる。
【００３９】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1に達したとき（図２中のｔ２の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルからローレベルとなる。
【００４０】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されなくなると、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaも減少する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが減少すると、第２しきい値電圧Ｖth2が、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの減少に応じて、出力電圧Ｖaの減少よりも緩やかに減少する。言い換えれば、第２しきい値電圧Ｖth2は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの立ち下がりに応じて、出力電圧Ｖaの立ち下がりよりも緩やかに立ち下がる。
【００４１】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2を下回ったとき（図２中のｔ３の時点）、第２比較器６の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がローレベルからハイレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもローレベルからハイレベルとなる。
【００４２】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1を下回ったとき（図２中のｔ４の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルを維持し、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルを維持する。
【００４３】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れなくなると、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiと同じになる。また、光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2が減少することで、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2となったとき（図２中のｔ５の時点）、第２比較器６の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルを維持し、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルを維持する。
【００４４】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが増加する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1に達すると（図２中のｔ６の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルからローレベルとなる。
【００４５】
本実施形態の光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖth1が、一定の電圧で、且つ、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに、出力電圧Ｖaよりも大きく設定されている。また、光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2が、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに出力電圧Ｖaよりも小さく設定され、且つ、出力電圧Ｖaの変化に応じて出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化する。これにより、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されたときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第１しきい値電圧Ｖth1と交差させることが可能となる。また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されなくなったときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と交差させることが可能となる。よって、光受信回路１０では、フォトダイオード３で受信された光信号の変化に応じて、出力ドライバ８からの上記出力信号を変化させることが可能となり、フォトダイオード３で受信された光信号を電気信号に変換することが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２電圧源２に、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaが入力される。言い換えれば、光受信回路１０では、第２電圧源２に、トランスインピーダンスアンプ１８からの出力電圧Ｖaが入力される。これにより、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されない状態が続いた後にフォトダイオード３で光信号が受信されても、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが変化したとき、直ちに、第２しきい値電圧Ｖth2を変化させることが可能となる。よって、光受信回路１０では、図５に示した構成を有する従来例の光受信回路７０に比べて、出力ドライバ８からの上記出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より低減することが可能となる。
【００４７】
ここにおいて、出力ドライバ８からの上記出力信号のパルス幅に歪みが発生するとは、出力ドライバ８からの上記出力信号のパルス幅が、フォトダイオード３で受信された光信号（入力信号）のパルス幅と異なる状態を意味する。
【００４８】
以上説明した本実施形態の光受信回路１０は、第１しきい値電圧Ｖth1を出力する第１電圧源１と、第２しきい値電圧Ｖth2を出力する第２電圧源２と、フォトダイオード３とを備えている。また、光受信回路１０は、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdを電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ１８と、出力信号を出力する出力回路２０とを備えている。第１電圧源１、第２電圧源２およびトランスインピーダンスアンプ１８それぞれは、出力回路２０に接続されている。第２電圧源２は、トランスインピーダンスアンプ１８からの出力電圧Ｖaが入力されるようにトランスインピーダンスアンプ１８に接続されている。第１電圧源１は、第１しきい値電圧Ｖth1が、一定の電圧で、且つ、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに出力電圧Ｖaよりも大きくなるように構成されている。第２電圧源２は、第２しきい値電圧Ｖth2が、前記初期状態のときに出力電圧Ｖaよりも小さく、且つ、出力電圧Ｖaの変化に応じて出力電圧Ｖaの前記変化よりも緩やかに変化するように構成されている。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、従来例の光受信回路７０に比べて、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より低減することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の光受信回路１０では、トランスインピーダンスアンプ１８が、第１オペアンプ４と、第１オペアンプ４の入力端子および出力端子間に接続された第１抵抗Ｒ１とを有している。第２電圧源２は、第２オペアンプ９と、第２オペアンプ９の反転入力端子および出力端子間に接続された第２抵抗Ｒ２と、第１定電流源１１とを有している。第２オペアンプ９の反転入力端子は、第１定電流源１１に接続されている。第２オペアンプ９の非反転入力端子は、第１オペアンプ４の前記出力端子に接続されている。第２オペアンプ９の出力端子は、出力回路２０に接続されている。第２オペアンプ９の応答速度は、第１オペアンプ４の応答速度よりも遅く設定されている。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に応じて、より確実に出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化させることが可能となる。よって、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れたときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2と交差するのを防止することが可能となる。また、光受信回路１０では、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と、より確実に交差させることが可能となる。しかして、本実施形態の光受信回路１０では、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より一層低減することが可能となる。
【００５０】
（実施形態２）
本実施形態の光受信回路１０の基本構成は、実施形態１と同じであり、図３に示すように、実施形態１における第２電圧源２とは異なる構成の第２電圧源１２を備えている点などが実施形態１と相違する。なお、本実施形態では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５１】
第２電圧源１２は、第２しきい値電圧Ｖth2を出力する。また、第２電圧源１２は、所定の第２直流電流（以下、第２出力電流）Ｉ２を出力する第２定電流源１３と、第２しきい値電圧Ｖth2が変化する時間を出力電圧Ｖaが変化する時間よりも長く設定する設定部１４とを有している。ここにおいて、第２しきい値電圧Ｖth2が変化する時間とは、第２しきい値電圧Ｖth2の立ち上がり時間および立ち下がり時間のことを意味する。また、出力電圧Ｖaが変化する時間とは、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの立ち上がり時間および立ち下がり時間のことを意味する。
【００５２】
設定部１４としては、例えば、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１を有するＲＣ回路などを用いることができる。抵抗Ｒ３の一端は、第１オペアンプ４の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、コンデンサＣ１を介して接地されている。また、抵抗Ｒ３の他端は、第２定電流源１３を介して接地されている。第２定電流源１３は、第２比較器６の反転入力端子に接続されている。要するに、第２定電流源１３は、出力回路２０に接続されている。なお、本実施形態では、設定部１４を構成するＲＣ回路に、コンデンサＣ１を用いているが、これに限らず、例えば、第２電圧源１２の容量成分（浮遊容量）などを用いてもよい。
【００５３】
本実施形態の光受信回路１０では、第２比較器６の反転入力端子に、第２電圧源１２からの第２しきい値電圧Ｖth2が入力される。
【００５４】
第２しきい値電圧Ｖth2の電圧値ｖth2〔Ｖ〕は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの電圧値をｖa〔Ｖ〕、抵抗Ｒ３の抵抗値をｒ３〔Ω〕、第２定電流源１３の第２出力電流Ｉ２の電流値をｉ２〔Ａ〕とすると、下記の式（５）により求められる。
ｖth2＝ｖa−ｒ３×ｉ２  ・・・式（５）
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２電圧源１２に、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaが入力される。具体的に説明すると、光受信回路１０では、抵抗Ｒ３の一端に、第１オペアンプ４からの出力電圧Ｖaが入力される。これにより、第２電圧源１２は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの大きさに基づいて、第２しきい値電圧Ｖth2を生成することが可能となり、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に追随させることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態の光受信回路１０では、第２電圧源１２が設定部１４を有しているので、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に応じて、より確実に出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化させることが可能となる。これにより、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れたときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2と交差するのを防止することが可能となる。また、光受信回路１０では、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と、より確実に交差させることが可能となる。
【００５６】
以下、本実施形態の光受信回路１０の動作について、図２に基づいて説明する。
【００５７】
光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されないとき（例えば、図２中のｔ１の時点）、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れないので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiと同じになる。これにより、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、第１しきい値電圧Ｖth1よりも小さく且つ第２しきい値電圧Ｖth2よりも大きくなるので、第１比較器５の出力電圧がローレベルとなり、第２比較器６の出力電圧がハイレベルとなる。よって、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルとなる。
【００５８】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れるので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、上記の式（２）により求められた電圧となる。具体的に説明すると、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、フォトダイオード３の光電流Ｉpdが増加するので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaも増加する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが増加すると、第２しきい値電圧Ｖth2が、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの増加に応じて出力電圧Ｖaの増加よりも緩やかに増加する。言い換えれば、第２しきい値電圧Ｖth2は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの立ち上がりに応じて、出力電圧Ｖaの立ち上がりよりも緩やかに立ち上がる。
【００５９】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1に達したとき（図２中のｔ２の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルからローレベルとなる。
【００６０】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されなくなると、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するので、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaも減少する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが減少すると、第２しきい値電圧Ｖth2が、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの減少に応じて出力電圧Ｖaの減少よりも緩やかに減少する。言い換えれば、第２しきい値電圧Ｖth2は、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの立ち下がりに応じて、出力電圧Ｖaの立ち下がりよりも緩やかに立ち下がる。
【００６１】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2を下回ったとき（図２中のｔ３の時点）、第２比較器６の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がローレベルからハイレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもローレベルからハイレベルとなる。
【００６２】
また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1を下回ったとき（図２中のｔ４の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルを維持し、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルを維持する。
【００６３】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れなくなると、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiと同じになる。また、光受信回路１０では、第２しきい値電圧Ｖth2が減少することで、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2となったとき（図２中のｔ５の時点）、第２比較器６の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルを維持し、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルを維持する。
【００６４】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されると、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが増加する。また、光受信回路１０では、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖth1に達すると（図２中のｔ６の時点）、第１比較器５の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路７の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、出力ドライバ８の出力電圧Ｖoもハイレベルからローレベルとなる。
【００６５】
以上説明した本実施形態の光受信回路１０では、第２電圧源１２が、第２定電流源１３と、第２しきい値電圧Ｖth2が変化する時間を出力電圧Ｖaが変化する時間よりも長く設定する設定部１４とを有している。トランスインピーダンスアンプ１８は、設定部１４を介して第２定電流源１３に接続されている。第２定電流源１３は、出力回路２０に接続されている。これにより、本実施形態の光受信回路１０でも、第２しきい値電圧Ｖth2を、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaの変化に応じて、より確実に出力電圧Ｖaの変化よりも緩やかに変化させることが可能となる。よって、本実施形態の光受信回路１０でも、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れたときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖth2と交差するのを防止することが可能となる。また、本実施形態の光受信回路１０でも、フォトダイオード３に流れる光電流Ｉpdが減少するときに、第１オペアンプ４の出力電圧Ｖaを第２しきい値電圧Ｖth2と、より確実に交差させることが可能となる。しかして、本実施形態の光受信回路１０でも、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より一層低減することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態の光受信回路１０では、設定部１４を構成するＲＣ回路に第２電圧源１２の容量成分（浮遊容量）を用いる場合、実施形態１における第２電圧源２の第２オペアンプ９が不要となる。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、実施形態１における光受信回路１０よりも小型化を図ることが可能となる。
【００６７】
（実施形態３）
本実施形態の光受信回路１０の基本構成は、実施形態１と同じであり、図４に示すように、実施形態１における第１電圧源１とは異なる構成の第１電圧源１５を備えている点などが実施形態１と相違する。なお、本実施形態では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６８】
第１電圧源１５は、第１しきい値電圧Ｖth1を出力する。また、第１電圧源１５は、第３オペアンプ１６と、第３オペアンプの反転入力端子および出力端子間に接続された抵抗Ｒ４と、所定の第３直流電流（以下、第３出力電流）Ｉ３を出力する第３定電流源１７とを有している。なお、本実施形態では、抵抗Ｒ４を、第３抵抗Ｒ４と称することもある。
【００６９】
第３オペアンプ１６の反転入力端子は、第３定電流源１７を介して接地されている。第３オペアンプ１６の非反転入力端子は、フォトダイオード３のカソード側に接続されている。第３オペアンプ１６の出力端子は、第１比較器５の反転入力端子に接続されている。要するに、第３オペアンプ１６の出力端子は、出力回路２０に接続されている。
【００７０】
本実施形態の光受信回路１０では、第１比較器５の反転入力端子に、第１電圧源１５からの第１しきい値電圧Ｖth1が入力される。
【００７１】
第１しきい値電圧Ｖth1の電圧値ｖth1〔Ｖ〕は、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiをｖi〔Ｖ〕、抵抗Ｒ４の抵抗値をｒ４〔Ω〕、第３定電流源１７の第３出力電流Ｉ３の電流値をｉ３〔Ａ〕とすると、下記の式（６）により求められる。
ｖth1＝ｖi＋ｒ４×ｉ３  ・・・式（６）
以上説明した本実施形態の光受信回路１０では、第１電圧源１５が、第３オペアンプ１６と、第３オペアンプ１６の反転入力端子および出力端子間に接続された第３抵抗Ｒ４と、第３定電流源１７とを有している。第３オペアンプ１６の反転入力端子は、第３定電流源１７に接続されている。第３オペアンプ１６の非反転入力端子は、フォトダイオード３のカソード側に接続されている。第３オペアンプ１６の出力端子は、出力回路２０に接続されている。これにより、光受信回路１０では、第１電圧源１５にフォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiが入力されるので、第１電圧源１５が、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiの大きさに基づいて、第１しきい値電圧Ｖth1を生成することが可能となる。よって、光受信回路１０では、フォトダイオード３のカソード側の電位Ｖiが、例えば温度により変動しても、フォトダイオード３に光電流Ｉpdが流れていない初期状態のときに、第１しきい値電圧Ｖth1を、出力電圧Ｖaよりも大きく設定することができる。しかして、光受信回路１０では、フォトダイオード３で光信号が受信されたときに、出力電圧Ｖaを第１しきい値電圧Ｖth1と、より確実に交差させることが可能となり、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを、より一層低減することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施形態の光受信回路１０における第１電圧源１５を、実施形態２で説明した光受信回路１０に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  第１電圧源
２  第２電圧源
３  フォトダイオード
４  第１オペアンプ
５  第１比較器
６  第２比較器
７  論理回路
８  出力ドライバ
９  第２オペアンプ
１０  光受信回路
１１  第１定電流源
１２  第２電圧源
１３  第２定電流源
１４  設定部
１５  第１電圧源
１６  第３オペアンプ
１７  第３定電流源
１８  トランスインピーダンスアンプ
２０  出力回路
Ｉpd  光電流
Ｒ１  抵抗（第１抵抗）
Ｒ２  抵抗（第２抵抗）
Ｒ４  抵抗（第３抵抗）
Ｖa  出力電圧
Ｖth1  第１しきい値電圧
Ｖth2  第２しきい値電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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