(57)【要約】【課題】伝送すべき情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用したときに受光素子の出力が飽和しないよう構成された光通信装置を提供する。【解決手段】伝送すべき情報に基づいて変調された変調光を照射可能なＶＣＳＥＬと、該変調光が入射する入射端面を有し、入射端面において該変調光の一部をコアに入射させ当該変調光の残りを反射するように配置された光ファイバと、入射端面からの反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光手段と、受光手段が出力した出力信号のレベルを所定のレベルに調整する信号レベル調整手段と、信号レベル調整手段により調整された調整後出力信号に基づいて、入射端面上における該変調光の位置を調整する入射位置調整手段とを具備した光通信装置を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を媒体とした情報伝送を行うための光通信装置において、
伝送すべき情報に基づいて変調された変調光を照射可能なＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Lasers）と、
該変調光が入射する入射端面を有し、前記入射端面において該変調光の一部をコアに入射させ当該変調光の残りを反射するように配置された光ファイバと、
前記入射端面からの反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
前記受光手段が出力した出力信号のレベルを所定のレベルに調整する信号レベル調整手段と、
前記信号レベル調整手段により調整された調整後出力信号に基づいて、前記入射端面上における該変調光の位置を調整する入射位置調整手段と、を具備したこと、を特徴とする光通信装置。
【請求項２】
光を媒体とした情報伝送を行うための光通信装置において、
伝送すべき情報に基づいて変調された変調光を照射可能なＶＣＳＥＬと、
該変調光が入射する入射端面を有し、前記入射端面において該変調光の一部をコアに入射させ当該変調光の残りを反射するように配置された光ファイバと、
前記入射端面からの反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
前記受光手段が出力した出力信号と所定の参照値とを比較して、当該出力信号のレベルを、所定のレベルである、飽和する直前のレベルに調整する信号レベル調整手段と、
前記信号レベル調整手段により調整された調整後出力信号に基づいて、前記入射端面上における該変調光の位置を調整する入射位置調整手段と、を具備したこと、を特徴とする光通信装置。
【請求項３】
増幅倍率を変更可能なオペアンプを更に具備し、
前記信号レベル調整手段は、該増幅倍率を変更して該出力信号のレベルを調整すること、を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の光通信装置。
【請求項４】
前記オペアンプは電子ボリュームを有し、前記信号レベル調整手段は、前記電子ボリュームの内部抵抗値を可変して該増幅倍率を設定すること、を特徴とする請求項３に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記信号レベル調整手段は、該増幅倍率を設定可能な最大値又は最小値にセットして、次いで、該調整後出力信号のレベルが該所定のレベルとなるように当該増幅倍率を段階的に可変すること、を特徴とする請求項３又は請求項４の何れかに記載の光通信装置。
【請求項６】
該調整後出力信号のレベルが該所定のレベルであるか否かを判定するレベル判定手段と、
該判定結果を報知する報知手段と、を更に具備したこと、を特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の光通信装置。
【請求項７】
前記入射位置調整手段は、該変調光を集光して前記入射端面上にスポットを形成する集光レンズを有し、該調整後出力信号に基づいて前記入射端面上における該スポット位置を当該スポット中心と前記コア中心が一致するように調整すること、を特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の光通信装置。
【請求項８】
前記入射位置調整手段は、前記集光レンズを移動させる集光レンズ移動手段を更に有し、前記集光レンズ移動手段による前記集光レンズの移動により、前記入射端面上における該スポット位置をそれぞれ異なる第一および第二の方向に移動させること、を特徴とする請求項７に記載の光通信装置。
【請求項９】
前記受光手段は、該第一および第二の方向に対応した二本の境界線により均等に分割された４つの受光エリアを有し、該スポット中心と前記コア中心が一致するときの該反射光が該二本の境界線の交点に入射するよう配置され、
前記入射位置調整手段は、各受光エリアからの該出力信号のレベルに基づいて該スポット中心と前記コア中心のずれ量を算出し、該算出されたずれ量に基づいて前記集光レンズ移動手段により前記集光レンズを移動させること、を特徴とする請求項８に記載の光通信装置。
【請求項１０】
各受光エリアからの該出力信号のレベルが全て該所定のレベルに調整されたか否かを判定するレベル判定手段と、
該判定結果を報知する報知手段と、を更に具備したこと、を特徴とする請求項７から請求項９の何れかに記載の光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光を媒体とした情報伝送を行うための光通信装置に関し、特に、変調された情報を照射する光源としてＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Lasers）を採用した光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報を伝送するための光通信装置が広く知られ実用に供されている。このような光通信装置には、ＬＤ（Laser Diode）、集光レンズ、光ファイバ等が備えられている。これらの部材は、それぞれの相対位置が高精度に調整された状態であって、ＬＤからの光が光ファイバのコアの略中心に集光するように配置されている。
【０００３】
このような光通信装置の一例が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１に記載の光通信装置では、光ファイバの入射端面からの反射光を受光素子（４分割フォトディテクタ）で受光する。そして、４分割フォトディテクタの各受光エリアの出力が所定の関係を有するようにＬＤ、集光レンズ、光ファイバの相対位置の調整を行う。これにより、ＬＤからの光を光ファイバのコアの略中心に集光するようにして光伝送効率を高め、信号伝送の精度向上を実現可能としている。
【特許文献１】特開２００５−３２１６６９号公報
【０００４】
なお、上記特許文献１に記載の光通信装置では、情報を出力する光源として、ファブリペローＬＤやＤＦＢ−ＬＤ（Distributed feedback-LD）等のエッジ・エミッタ（端発光）タイプが想定されている。これらのタイプのＬＤは、Ｐ偏光成分のみが４分割フォトディテクタで受光されるように光通信装置内部に取り付けられている。
【０００５】
近年、光通信分野の装置において、情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用しているものがある。ＶＣＳＥＬは、ＤＦＢ−ＬＤと同等の高い波長特性を有し、放射角が狭く、断面が略円形状となるビームを照射する。このようなビーム特性は、光通信装置の光ファイバと集光レンズとのカップリングを容易にするものであるといえる。また、ＶＣＳＥＬは、電力消費量が低く、高速駆動可能であり、尚かつ低価格である。これらのメリットを鑑みると、ＶＣＳＥＬは、例えば上記特許文献１に記載の光通信装置等に好適な光源の一つであるといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ＶＣＳＥＬが照射するビームの偏光特性は、ＶＣＳＥＬ毎に異なる（つまり、ＶＣＳＥＬには個体差がある）。説明を加えると、ＶＣＳＥＬでは、Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分を発光する発光部が混在している。そして、それぞれの成分を発光する発光部の位置や数はＶＣＳＥＬ毎に異なる。従って、上記特許文献１に記載の光通信装置にＶＣＳＥＬを採用した場合、光ファイバの入射端面に入射するビームの偏光特性（ビームに含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合）もＶＣＳＥＬ毎に異なることになる。また、光ファイバの入射端面におけるＰ偏光成分とＳ偏光成分の反射率はそれぞれ異なる。光ファイバの入射端面において、Ｐ偏光成分が微少な量だけ反射するのに対して、Ｓ偏光成分はＰ偏光成分よりも遙かに多くの量反射する性質を有する。このような各偏光成分の反射率の相違により、光ファイバの入射端面上でのビームの反射光量がＶＣＳＥＬ毎でばらつく。これは、４分割フォトディテクタに入射する光量がＶＣＳＥＬ毎でばらつくことも意味する。
【０００７】
例えばＶＣＳＥＬが照射するビームにＰ偏光成分が多く含まれる場合、光ファイバの入射端面上での反射光量が少ないため、４分割フォトディテクタに対する入射光量も少ない。このため、４分割フォトディテクタの出力も低く飽和しないレベルになる。しかし、例えばＶＣＳＥＬが照射するビームにＳ偏光成分が多く含まれる場合は、光ファイバの入射端面上での反射光量が多いため、４分割フォトディテクタに対する入射光量も多い。このため、４分割フォトディテクタの出力も高くなり、当該出力が飽和する恐れがある。
【０００８】
上記の如く４分割フォトディテクタの出力が飽和すると、４分割フォトディテクタの出力に基づいたフィードバック制御にエラーが発生し、各部材間の相対的な位置調整を行うことができなくなる。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みて、伝送すべき情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用したときに受光素子の出力が飽和しないよう構成された光通信装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係る光通信装置は、光を媒体とした情報伝送を行うための装置である。本発明の一態様に係る光通信装置は、伝送すべき情報に基づいて変調された変調光を照射可能なＶＣＳＥＬと、該変調光が入射する入射端面を有し、入射端面において該変調光の一部をコアに入射させ当該変調光の残りを反射するように配置された光ファイバと、入射端面からの反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光手段と、受光手段が出力した出力信号のレベルを所定のレベルに調整する信号レベル調整手段と、信号レベル調整手段により調整された調整後出力信号に基づいて、入射端面上における該変調光の位置を調整する入射位置調整手段とを具備したことを特徴とした光通信装置である。
【００１１】
このように構成された光通信装置によれば、伝送すべき情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用した場合であっても、受光手段からの出力信号を所定のレベルに調整できるため、ＶＣＳＥＬの個体差によって受光手段の出力が飽和するような事態が起こらない。
【００１２】
また、上記の課題を解決する本発明の別の態様に係る光通信装置は、光を媒体とした情報伝送を行うための装置である。本発明の一態様に係る光通信装置は、伝送すべき情報に基づいて変調された変調光を照射可能なＶＣＳＥＬと、該変調光が入射する入射端面を有し、入射端面において該変調光の一部をコアに入射させ当該変調光の残りを反射するように配置された光ファイバと、入射端面からの反射光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する受光手段と、受光手段が出力した出力信号と所定の参照値とを比較して、当該出力信号のレベルを飽和する直前のレベルに調整する信号レベル調整手段と、信号レベル調整手段により調整された調整後出力信号に基づいて、入射端面上における該変調光の位置を調整する入射位置調整手段とを具備したことを特徴とした光通信装置である。
【００１３】
このように構成された光通信装置によれば、伝送すべき情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用した場合であっても、受光手段からの出力信号を飽和する直前のレベルに調整できるため、ＶＣＳＥＬの個体差によって受光手段の出力が飽和するような事態が起こらない。また、受光手段からの出力信号が飽和する直前のレベルとなるため、当該出力信号が広いダイナミックレンジを有するものとなる。入射位置調整手段は、ダイナミックレンジが広い信号を用いて該変調光の位置を調整できるため、その位置調整の精度が向上する。
【００１４】
上記光通信装置は、例えば増幅倍率を変更可能なオペアンプを更に具備したものであっても良い。この場合、上記信号レベル調整手段は、例えば該増幅倍率を変更して該出力信号のレベルを調整する。このようなオペアンプは例えば電子ボリュームを有したものであっても良い。この場合、上記信号レベル調整手段は、例えば電子ボリュームの内部抵抗値を可変して該増幅倍率を設定する。また、このとき、上記信号レベル調整手段は、該増幅倍率を設定可能な最大値又は最小値にセットして、次いで、該調整後出力信号のレベルが該所定のレベルとなるように当該増幅倍率を段階的に可変するよう動作可能であっても良い。
【００１５】
また、上記光通信装置は、例えば調整後出力信号のレベルが該所定のレベルであるか否かを判定するレベル判定手段と、該判定結果を報知する報知手段とを更に具備したものであっても良い。
【００１６】
上記入射位置調整手段は、例えば該変調光を集光して入射端面上にスポットを形成する集光レンズを有したものであっても良い。この場合、入射位置調整手段は、例えば該調整後出力信号に基づいて入射端面上における該スポット位置を当該スポット中心とコア中心が一致するように調整する。
【００１７】
また、上記入射位置調整手段は、例えば集光レンズを移動させる集光レンズ移動手段を更に有したものであっても良い。この場合、入射位置調整手段は、例えば集光レンズ移動手段による集光レンズの移動により、入射端面上における該スポット位置をそれぞれ異なる第一および第二の方向に移動させる。
【００１８】
ここで、上記受光手段は、例えば該第一および第二の方向に対応した二本の境界線により均等に分割された４つの受光エリアを有し、該スポット中心とコア中心が一致するときの該反射光が該二本の境界線の交点に入射するよう配置されたものであっても良い。この場合、上記入射位置調整手段は、例えば各受光エリアからの該出力信号のレベルに基づいて該スポット中心とコア中心のずれ量を算出する。そして、該算出されたずれ量に基づいて集光レンズ移動手段により集光レンズを移動させる。
【００１９】
また、上記光通信装置は、例えば各受光エリアからの該出力信号のレベルが全て該所定のレベルに調整されたか否かを判定するレベル判定手段と、該判定結果を報知する報知手段とを更に具備したものであっても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、伝送すべき情報を出力する光源としてＶＣＳＥＬを採用した場合であっても、受光素子の出力が飽和しないよう構成された光通信装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の光通信装置１０の構成を示した図である。この光通信装置１０は、光ファイバ通信を加入者宅内に引き込むＯＮＵ（Optical Network Unit）として用いられる。光通信装置１０は、例えば双方向のＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送に対応した光通信装置であり、一本の光ファイバで上り信号として波長１．３μｍを送信し、下り信号として１．５μｍの信号を受信するように構成されている。
【００２２】
光通信装置１０は、ＶＣＳＥＬ１、集光レンズ２、光ファイバ部３、光検出器４、および駆動システム５を備えている。
【００２３】
ＶＣＳＥＬ１は、光通信時には、図示しない通信制御部の制御の下、通信対象である情報により変調されたビームを照射する。また、ＶＣＳＥＬ１は、後述する、光ファイバ入射端面上でのビームの入射位置に関する調整時には、変調されないビーム（連続光）を照射する。ＶＣＳＥＬ１が照射したビームは、集光レンズ２に入射して、当該集光レンズ２のパワーにより光ファイバ部３の入射端面３ａに収束してスポット（以下、「入射端面スポット」と記す）を形成する。なお、ここでいう入射端面スポットは、当該のビームの強度分布において、最大強度の１／ｅ２（但し、ｅは自然対数の底）以上の強度を持つ範囲として規定されるものとする。
【００２４】
図１において、ＶＣＳＥＬ１が照射し集光レンズ２を介して入射端面３ａに入射するビームの入射角を、実際の角度よりも大きく示しているが、実際に使用される光通信装置では、この入射角は極めて小さい。
【００２５】
図２に、光ファイバ部３の入射端面３ａ近傍を拡大した図を示す。光ファイバ部３は、その中心に直径ｒ２のコアを有し、当該コアをクラッドで覆う構造をもつ。光ファイバ部３の中心とコアの中心は同一であるものとする。なお、説明の便宜上、入射端面３ａ上のクラッドの面を「クラッド面３ｂ」、コアの面を「コア面３ｃ」と記す。
【００２６】
図２に示されるように、入射端面３ａは、コア面３ｃがクラッド面３ｂに対して所定量突出した段差構造となっている。この段差は、クラッド面３ｂに対して直交する方向に突出し、コア面３ｃとクラッド面３ｂが略平行になるように加工されている。本実施形態では、例えば周知のフォトリソグラフィ技術を用いることにより、入射端面３ａに上記段差構造を形成している。段差の突出量は、例えばλ／（４ｎ）よりも小さい値である。但し、λは入射する光の波長で、ｎは媒質の屈折率である。本実施形態では、入射端面３ａは、上記突出量が例えば略λ／８となるように加工されている。
【００２７】
ＶＣＳＥＬ１、集光レンズ２、および光ファイバ部３が理想的な位置にあるとき、図２に示されるように、入射端面スポットは直径ｒ１となり、その中心がコア面３ｃ中心と略一致した状態で入射端面３ａ上に形成される。ｒ１はｒ２よりも若干大きいため、このように入射端面スポットが形成されたとき、当該スポットの中心部（コア面ｃ上）のビームはコアに入射してその内部を伝搬し、入射端面スポットの周辺部（クラッド面３ｂ上）のビームは当該クラッド面３ｂで反射する。またこのとき、入射端面３ａ上の段差構造によって回折が起こり、回折波が生じる。
【００２８】
ここで、光通信装置１０において、ＶＣＳＥＬ１、集光レンズ２、および光ファイバ部３は、集光レンズ２から入射端面３ａに入射するビームが入射方向と異なる方向に反射するように配置・構成される。また、光検出器４は、入射端面スポット中心がコア面３ｃ中心と一致するときに、入射端面３ａで生じた回折波が光検出器４の中心部である中心Ｏに導かれスポット（以下、「受光スポット」と記す）を形成するように配置される。
【００２９】
すなわち、ＶＣＳＥＬ１、集光レンズ２、光ファイバ部３、および光検出器４の各部材は、ＶＣＳＥＬ１から照射されたビームの主光線が集光レンズ２の光学中心と光ファイバ部３の光学中心を介して光検出器４の中心に導かれるように光通信装置１０内部に取り付けられる。
【００３０】
しかし、取り付け誤差や自重等の個体差が生じるため、ＶＣＳＥＬ１、集光レンズ２、光ファイバ部３、および光検出器４の部材の相対位置は、必ずしも設計通りにはならない。そこで、後述する、入射端面スポット中心とコア面３ｃ中心を一致させるための調整作業が行われる。
【００３１】
この調整作業は、例えば光通信装置１０を製造する段階で行われる。調整作業を開始する段階では、光通信装置１０は、光検出器４以外の構成要素が全て組み立てられた状態にあるものとする。
【００３２】
調整作業は、先ず、駆動システム５に備えられたシステム・コントローラ５１の制御下で実行される。ここで、図３に、光検出器４および駆動システム５の主要部分の回路図を示す。
【００３３】
駆動システム５は二軸のアクチュエータを有する。図３によれば、二軸のアクチュエータは、Ｘ方向アクチュエータドライバ５２ｘ、Ｘ方向アクチュエータ５３ｘ、Ｙ方向アクチュエータドライバ５２ｙ、およびＹ方向アクチュエータ５３ｙで構成される。
【００３４】
Ｘ方向アクチュエータドライバ５２ｘ、Ｙ方向アクチュエータドライバ５２ｙは、システム・コントローラ５１の制御下で、Ｘ方向アクチュエータ５３ｘ、Ｙ方向アクチュエータ５３ｙを例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により駆動させるものである。また、Ｘ方向アクチュエータ５３ｘ、Ｙ方向アクチュエータ５３ｙは、それぞれ、Ｘ方向アクチュエータドライバ５２ｘ、Ｙ方向アクチュエータドライバ５２ｙからのパルスのデューティに応じて駆動する。
【００３５】
ここで、集光レンズ２は、Ｘ方向アクチュエータ５３ｘおよびＹ方向アクチュエータ５３ｙの駆動に応じて所定方向に移動するように設置されている。集光レンズ２は、Ｘ方向アクチュエータ５３ｘが駆動すると、基準軸ＡＸに垂直な面内において図１のＸ’方向に移動する。また、Ｙ方向アクチュエータ５３ｙが駆動すると、基準軸ＡＸに垂直な面内において図１のＹ’方向に移動する。
【００３６】
集光レンズ２の移動に伴い、入射端面スポットも移動する。以下、入射端面スポットの移動方向のうち、集光レンズ２のＸ’方向、Ｙ’方向への各移動に対応する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向と記す。このＸ方向とＹ方向は互いに直交する方向である。Ｘ方向は、図１紙面の上下方向に平行な方向である。また、Ｙ方向は、図１紙面と直交する方向である。
【００３７】
また、入射端面スポットの移動に伴い、光検出器４で形成される受光スポットも移動する。受光スポットの移動方向のうち、入射端面スポットのＸ方向、Ｙ方向への各移動に対応する方向をそれぞれＸ”方向、Ｙ”方向と記す（図１参照）。
【００３８】
システム・コントローラ５１は、プルアップ抵抗（不図示）に接続された２つのポートを有している。これらのポートは、それぞれ、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を介してグランドに接続されている。
【００３９】
各ポートは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフのときにはプルアップされた状態にあるため「Ｈ（ハイ）」レベルの信号を検出する。また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンのときにはグランドに接続されるため「Ｌ（ロー）」レベルの信号を検出する。スイッチＳＷ１およびＳＷ２のオン／オフは、例えばユーザ・オペレーションキー（不図示）を操作することにより、切替自在となっている。作業者は、スイッチＳＷ１およびＳＷ２のオン／オフを切替操作することによって、システム・コントローラ５１の動作モードを、ウォブリングフィードバック制御モード、４分割フォトディテクタ位置調整モード、増幅倍率調整モード、リアルタイム制御モードの何れかに設定することができる。
【００４０】
スイッチＳＷ１およびＳＷ２の両方がオンのとき（すなわち両ポートの入力が「Ｌ」レベルの信号であるとき）、システム・コントローラ５１は、ウォブリングフィードバック制御モードで動作するように各構成要素を制御する。
【００４１】
光通信装置１０は、ウォブリングフィードバック制御モードで動作する場合、所定の治具（不図示）に取り付けられる。この治具には受光センサが備えられている。光通信装置１０は、当該の受光センサが光ファイバ部３の他端面（図示しない、入射端面３ａと逆側の端面）に正対するように治具に取り付けられる。また、この受光センサは、システム・コントローラ５１に接続される。
【００４２】
上記受光センサは、ＶＣＳＥＬ１が照射し集光レンズ２を介して光ファイバ部３に入射し、当該光ファイバ部３の他端面から出射するビームを受光する。システム・コントローラ５１は、当該ビームを受光して得られる受光センサの出力を受け取り、それに基づいてウォブリングフィードバック制御をし、二軸のアクチュエータにより集光レンズ２をウォブリングさせる。これにより、集光レンズ２の位置調整を行う。なお、ウォブリングフィードバック制御についての詳細な説明は、例えば本出願人により出願された特開２００４−９６２９９号公報で参照することができる。
【００４３】
また、ＶＣＳＥＬ１を駆動制御する上記通信制御部にはＡＰＣ（Auto Power Control）回路も備えられている。ＡＰＣ回路は、ＶＣＳＥＬ１に加えて上記受光センサにも接続され、ウォブリングフィードバック制御による位置調整が完了すると動作する。詳細には、ＡＰＣ回路は、受光センサの出力を受け取り、その出力が所定値となるようにＶＣＳＥＬ１に流す駆動電流を調整する。本実施形態では、ＡＰＣ回路は、受光センサの出力が例えば１ｍＷとなるように駆動電流の調整を行い、この調整パラメータは記憶保持される。従って、以後、光ファイバ出力は１ｍＷとなる。
【００４４】
ＶＣＳＥＬ１の駆動電流の調整に次いで、作業者による、光検出器４の仮止めが行われる。光検出器４は、図３に示されるように、受光エリア（４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄ）が４つに分割された４分割フォトディテクタである。光検出器４は、受光エリア４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのそれぞれの出力を、オペアンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄにより増幅して外部に出力する。
【００４５】
仮止めにおいて光検出器４は、光通信装置１０内部に取り付けられると共に、上記出力がシステム・コントローラ５１に入力するように接続される。光検出器４は、仮止めの段階で、先のウォブリングフィードバック制御モードにより、入射端面３ａからのビーム（主として回折波からなるもの）が光検出器４の略中心に入射するように位置する。
【００４６】
各受光エリア４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、上記ビームを受光すると、その受光量に応じた電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを生成してオペアンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに流す。オペアンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄにはそれぞれ、電子ボリュームＤＰａ、ＤＰｂ、ＤＰｃ、ＤＰｄが接続されている。ここで、これら電子ボリュームＤＰａ、ＤＰｂ、ＤＰｃ、ＤＰｄの内部抵抗値の各々に「Ｒｄｐａ」、「Ｒｄｐｂ」、「Ｒｄｐｃ」、「Ｒｄｐｄ」を付す。
【００４７】
オペアンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄはそれぞれ反転増幅器として動作し、その増幅倍率が各電子ボリュームの内部抵抗値で決まる。各電子ボリュームの内部抵抗値は、システム・コントローラ５１の制御に応じて可変する。
【００４８】
詳細には、システム・コントローラ５１は、カウントアップ／ダウン指定信号およびクロックパルス信号を用いて、各電子ボリュームの内部抵抗値を調整する。カウントアップ／ダウン指定信号は、システム・コントローラ５１から各電子ボリュームのＵ／Ｄ端子に入力し、クロックパルス信号は、システム・コントローラ５１から各電子ボリュームのＣＰ端子に入力する。
【００４９】
例えばＵ／Ｄ端子に入力するカウントアップ／ダウン指定信号が「Ｌ」レベルである状態でクロックパルス信号がＣＰ端子に入力すると、電子ボリュームは、当該クロックパルス信号の立ち上がりを検出する毎に内部抵抗値を減少させる。また、例えばＵ／Ｄ端子に入力するカウントアップ／ダウン指定信号が「Ｈ」レベルである状態でクロックパルス信号がＣＰ端子に入力すると、電子ボリュームは、当該クロックパルス信号の立ち上がりを検出する毎に内部抵抗値を増加させる。すなわち、電子ボリュームの内部抵抗値は、カウントアップ／ダウン指定信号が「Ｌ」レベルであるときには入力パルス数に応じて減少し、カウントアップ／ダウン指定信号が「Ｈ」レベルであるときには入力パルス数に応じて増加する。
【００５０】
附言するに、クロックパルス信号が１パルス入力する毎に、電子ボリュームの内部抵抗値は１ｋΩ増減する。当該内部抵抗値の最大値は１００ｋΩであり、その最小値は０Ωである。つまり、電子ボリュームの内部抵抗値は１００段階で可変する。
【００５１】
オペアンプ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄはそれぞれ、入力した電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄを各電子ボリュームの内部抵抗値に応じた増幅倍率で増幅し、電圧信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして出力する。例えばオペアンプ４１ａから出力される電圧信号Ａは、Ａ＝−（Ｉａ×Ｒｄｐａ）となる。同様に、オペアンプ４１ｂ、４１ｃ、４１ｄから出力される電圧信号Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、Ｂ＝−（Ｉｂ×Ｒｄｐｂ）、Ｃ＝−（Ｉｃ×Ｒｄｐｃ）、Ｄ＝−（Ｉｄ×Ｒｄｐｄ）となる。
【００５２】
電圧信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、各受光エリアにおける受光量を表す信号として、システム・コントローラ５１に入力する。システム・コントローラ５１は、入力した電圧信号Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤをＡ／Ｄ変換し、デジタル信号として処理する。
【００５３】
ここで、光源がＬＤであれば、上述したように光ファイバの入射端面に入射するビームは、予め決まった偏光（Ｐ偏光）成分をもつものとなる。このため、入射端面に対する入射光量と反射光量の関係は、各ＬＤで実質的に同一となる。従って、この場合の反射光量は、駆動電流を調整した段階で規定量となり、４分割フォトディテクタの出力（システム・コントローラへの入力）もばらつかない。
【００５４】
しかし、光源がＶＣＳＥＬであれば、上述したように光ファイバの入射端面に入射するビームは、ＶＣＳＥＬの個体差に応じて、それぞれの偏光成分が混在したものとなる。このため、入射端面に対する入射光量と反射光量の関係がＶＣＳＥＬ毎で変わる。従って、この場合の反射光量は、各ＶＣＳＥＬのビーム出力を揃えても（ＶＣＳＥＬの駆動電流を上記の如く調整しても）ＶＣＳＥＬ毎で異なり、光通信装置間において４分割フォトディテクタの出力がばらつく。光通信装置によっては、多くのＳ偏光成分がビームに含まれるため、上述した理由により、４分割フォトディテクタの出力が飽和するものもあり得る。
【００５５】
このような問題を解消するため、以下の更なる調整作業が行われる。
【００５６】
作業者によりスイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２がオフされると、システム・コントローラ５１は４分割フォトディテクタ位置調整モードに移行する。システム・コントローラ５１は、４分割フォトディテクタ位置調整モードに移行すると、先ず、カウントアップ／ダウン指定信号を「Ｌ」レベルにし、例えば１００パルスのクロックパルス信号を出力する。これにより、各電子ボリュームの内部抵抗値が最小値（０Ω）となり、各オペアンプの出力も０となる。
【００５７】
次いで、システム・コントローラ５１は、カウントアップ／ダウン指定信号を「Ｈ」レベルにし、１パルスのクロックパルス信号を出力する。そして、各オペアンプの電圧信号をＡ／Ｄ変換し、その値（以下、「デジタル電圧信号値」と記す）を検知する。各電子ボリュームの内部抵抗値はクロックパルス信号が入力する度に増加し、それに伴って増幅倍率が上がるため、各オペアンプの出力も増加する。
【００５８】
システム・コントローラ５１は、電圧信号Ａのデジタル電圧信号値が所定値（例えば各オペアンプの電源電圧の１／２に相当する値）になるまで、クロックパルス信号の出力およびデジタル電圧信号値の検知を繰り返し実行する。なお、例えばデジタル電圧信号値がオペアンプの電源電圧に相当する値である場合、オペアンプからの電圧信号は、飽和レベルに達した信号であるものとする。以下、説明の便宜上、上記「オペアンプの電源電圧に相当する値」を「飽和レベル」と記す。
【００５９】
ウォブリングフィードバック制御モードにおいて入射端面スポット中心とコア面３ｃ中心が略一致するように調整されている場合、電圧信号Ａのデジタル電圧信号値が上記所定値になったとき、同様に、電圧信号Ｂ、Ｃ、およびＤのデジタル電圧信号値も所定値となる。このように全てのデジタル電圧信号値が所定値となるとき、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示灯５４がシステム・コントローラ５１の制御により点灯する。
【００６０】
上述の如く各オペアンプの増幅倍率を設定することにより、光検出器４からシステム・コントローラ５１に出力される電圧信号は、各受光エリアで受光される反射光量に拘わらず、飽和しない所定のレベル（例えば飽和レベルの１／２）となる。すなわち本実施形態では、各オペアンプからの電圧信号が上記所定のレベルとなるように増幅倍率を適宜設定する。これにより、ＶＣＳＥＬの偏光特性の個体差に起因した、光検出器４の出力の飽和を防止するのに好適な光通信装置１０を提供することを可能としている。
【００６１】
なお、ウォブリングフィードバック制御モードでの位置調整に誤差がある場合、各デジタル電圧信号値はそれぞれ異なる値となる。このような事態を想定して、例えば光検出器４を高分解能で移動させることが可能な調整機構（例えばＸＹステージ等）を光通信装置１０に設けても良い。この場合、作業者は、このような調整機構を操作して、光検出器４の位置を容易に微調整することができる。作業者は、光検出器４が適正位置に調整されたか否かを、ＬＥＤ表示灯５４の状態を見て確認することができる。
【００６２】
また、上記微調整を自動的に行う調整機構を光通信装置１０に設けても良い。この場合、調整機構は、例えば二軸のアクチュエータを備えたＸＹステージである。このアクチュエータは、例えばＸ方向アクチュエータ５３ｘ等よりも分解能が高いステッピング・モータであり、ＸＹステージを二軸に移動させることができる。システム・コントローラ５１は、フィードバック制御に基づいてステッピング・モータをパルス駆動し、全てのデジタル電圧信号値が所定値となるように光検出器４の位置調整を行う。
【００６３】
次いで、作業者によりスイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオンされると、システム・コントローラ５１は増幅倍率調整モードに移行する。システム・コントローラ５１は、増幅倍率調整モードに移行すると、先ず、カウントアップ／ダウン指定信号を「Ｈ」レベルにし、例えば１００パルスのクロックパルス信号を出力する。これにより、各電子ボリュームの内部抵抗値が最大値（１００ｋΩ）となり、各オペアンプの増幅倍率も最大となる。
【００６４】
システム・コントローラ５１は、各電子ボリュームの内部抵抗値を最大値に設定すると、電圧信号Ａのデジタル電圧信号値を検知する。そして、検知されたデジタル電圧信号値を所定の参照値と比較して飽和レベルに達するものであるか否かを判定する。デジタル電圧信号値が所定の参照値以上である場合、システム・コントローラ５１は、電圧信号Ａが飽和した信号（すなわち飽和レベルに達する信号）であると判断してオペアンプ４１ａの増幅倍率を減少させる。具体的には、カウントアップ／ダウン指定信号を「Ｌ」レベルにし、１パルスのクロックパルス信号を出力する。
【００６５】
システム・コントローラ５１は、１パルスのクロックパルス信号の出力に次いで、電圧信号Ａのデジタル電圧信号値を再び検知して、電圧信号Ａが飽和した信号であるか否かを判定する。システム・コントローラ５１は、この一連の処理を、検知するデジタル電圧信号値が参照値（飽和レベル）より低い値となるまで繰り返し実行する。デジタル電圧信号値が参照値より低い値となったとき、当該の電圧信号Ａは、飽和する直前のレベルにあり、ダイナミックレンジが広い信号となる。
【００６６】
なお、他のオペアンプの出力（電圧信号Ｂ、Ｃ、およびＤ）は、ウォブリングフィードバック制御モードおよび４分割フォトディテクタ位置調整モードにおいて、電圧信号Ａと実質的に同一のレベルとなるように調整されている。このため、システム・コントローラ５１は、オペアンプ４１ａの増幅倍率が最適な値に設定されて電圧信号Ａが最適なレベルに調整された段階で、他のオペアンプの増幅倍率も最適な値に設定されたものとみなす。従って、システム・コントローラ５１は、オペアンプ４１ａの増幅倍率が最適な値に設定された段階で、ＬＥＤ表示灯５４を点灯させて各オペアンプの増幅倍率が最適な値に設定されたことを作業者に報知する。
【００６７】
作業者によりスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２がオフされると、システム・コントローラ５１は、リアルタイム制御モードに移行する。このリアルタイム制御モードは、例えば光通信装置１０の電源投入後、光通信を行っている間も常時実行することを想定したモードである。
【００６８】
駆動システム５は、加算回路５５ｘ、５５ｙ、５６ｘ、５６ｙ、および減算回路５７ｘ、５７ｙを備えている。
【００６９】
加算回路５５ｘには電圧信号ＡおよびＤが入力する。加算回路５５ｘは、電圧信号ＡとＤを加算処理して加算信号（Ａ＋Ｄ）を減算回路５７ｘに出力する。また、加算回路５６ｘには電圧信号ＢおよびＣが入力する。加算回路５６ｘは、電圧信号ＢとＣを加算処理して加算信号（Ｂ＋Ｃ）を減算回路５７ｘに出力する。減算回路５７ｘは、加算信号（Ａ＋Ｄ）と加算信号（Ｂ＋Ｃ）との差分を算出して差分信号ｘを生成し、システム・コントローラ５１に出力する。
【００７０】
また、加算回路５５ｙには電圧信号ＡおよびＢが入力する。加算回路５５ｙは、電圧信号ＡとＢを加算処理して加算信号（Ａ＋Ｂ）を減算回路５７ｙに出力する。また、加算回路５６ｙには電圧信号ＣおよびＤが入力する。加算回路５６ｙは、電圧信号ＣとＤを加算処理して加算信号（Ｃ＋Ｄ）を減算回路５７ｙに出力する。減算回路５７ｙは、加算信号（Ａ＋Ｂ）と加算信号（Ｃ＋Ｄ）との差分を算出して差分信号ｙを生成し、システム・コントローラ５１に出力する。
【００７１】
リアルタイム制御モードでは、システム・コントローラ５１は、差分信号ｘおよびｙの出力がヌル（null）となる（換言すると、全ての電圧信号のレベルが実質的に同一となる）ように、Ｘ方向アクチュエータドライバ５２ｘおよびＹ方向アクチュエータドライバ５２ｙをフィードバック制御する。説明を加えると、このフィードバック制御により集光レンズ２がＸ’およびＹ’方向に微調整され、これに伴って、光検出器４上の受光スポットもＸ”およびＹ”方向に僅かに移動して微調整される。受光スポットが微調整されて各差分信号の出力がヌルとなるとき、入射端面スポット中心とコア面３ｃ中心が略一致した状態となる。
【００７２】
例えば光通信中に入射端面スポットがコア面３ｃからずれたとしても、光通信装置１０はリアルタイム制御モードにあるため、その位置ずれは上記フィードバック制御によって適宜補正される。なお、リアルタイム制御についてのより詳細な説明も、ウォブリングフィードバック制御と同様に、例えば本出願人により出願された特開２００４−９６２９９号公報で参照することができる。
【００７３】
以上が本発明の実施の形態である。本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。例えば増幅倍率調整モードにおいて、システム・コントローラ５１は、電圧信号Ａのデジタル電圧信号値のみを監視しているが、別の実施の形態では全てのデジタル電圧信号値を監視するようにしても良い。
【００７４】
また、本実施形態では電子ボリュームの内部抵抗値を１ｋΩ毎に可変するようにしているが、別の実施の形態ではより細かい値（例えば０．１ｋΩ）で可変するようにしても良い。この場合、増幅倍率調整モードでオペアンプの増幅倍率を調整したときに、当該オペアンプからのデジタル電圧信号値を飽和レベルにより近いものとし、より広いダイナミックレンジを確保した信号とすることができる。
【００７５】
また、本実施形態では電子ボリュームの内部抵抗値を０乃至１００ｋΩのレンジで可変するようにしているが、別の実施の形態ではより広いレンジ（例えば０乃至５００ｋΩ）で可変するようにしても良い。この場合、例えば受光エリアの出力が飽和レベルに比べて著しく低いとき、デジタル電圧信号値を高い増幅倍率で増幅し、より広いダイナミックレンジを確保した信号とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態の光通信装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態の光通信装置に備えられた光ファイバ部の入射端面近傍の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態の光通信装置に備えられた光検出器および駆動システムの主要部分の回路図を示す。
【符号の説明】
【００７７】
１  ＶＣＳＥＬ
２  集光レンズ
３  光ファイバ部
４  光検出器
４１ａ〜４１ｄ  オペアンプ
５  駆動システム
５１  システム・コントローラ
１０  光通信装置
【図１】
2008129295.tif 000003
【図２】
2008129295.tif 000004
【図３】
2008129295.tif 000005