(57)【要約】【課題】装置の小型化と低コスト化を達成でき、安定して通信することが可能な光伝送装置の提供。【解決手段】機器間、ボード間、ボード内等、比較的短距離を光通信によって情報伝達する光伝送装置において、少なくとも光送信部と、光受信部と、光伝送媒体と、受信光強度の変動量を検知する手段と、前記変動量を光送信部にフィードバックする手段とを有することを特徴とする光伝送装置。【選択図】図５
2008245264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器間、ボード間、ボード内等、比較的短距離を光通信によって情報伝達する光伝送装置において、
少なくとも光送信部と、光受信部と、光伝送媒体と、受信光強度の変動量を検知する手段と、前記変動量を光送信部にフィードバックする手段とを有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
光受信部における受信光強度の変動量を、その光を発した光送信部に対してフィードバックすることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
受信光強度の変動量を検知する手段が、光受信部の信号電圧と予め定めた電圧との誤差を算出する回路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
受信光強度の変動量をフィードバックする手段が、電気有線信号、電気無線信号のいずれか一方又は両方の信号伝送手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項５】
光送信部が、少なくとも発光素子と素子駆動回路とを含み、対応する光受信部からのフィードバックを受けて発光素子を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項６】
光受信部が、少なくとも受光素子と、電流−電圧変換回路とを含み、信号電圧を差分回路に伝達する手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項７】
光伝送媒体が、光ファイバ、光導波路、空気のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項８】
前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、
受信光強度の変動量をフィードバックする手段が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続する、電気有線信号の伝送手段であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項９】
前記光伝送媒体として光ファイバを用い、該光ファイバの外周に被覆してなる金属を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、
前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、
前記金属が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項１０】
前記光伝送媒体として高分子光導波路を用い、該高分子光導波路の表面及び／又は内部に形成してなる金属膜を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、
前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、
前記金属膜が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項１１】
前記光伝送媒体として基板上に形成してなる光導波路を用い、さらに該基板上に形成してなる電気伝送媒体を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、
前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、
前記電気伝送媒体が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送装置。
【請求項１２】
前記光伝送媒体である光ファイバと、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段である電線とが複合化された光電気複合ケーブルを有し、
前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、
前記電線が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内や機器間といった比較的短い距離を、光通信によって情報伝送するための光半導体と伝送素子を備えた光伝送装置に関する。このような短距離の光通信は、サーバ・ルータなど高速伝送装置、自動車等の車両内の映像伝送、携帯電話、業務用複写機、次世代ゲーム機といった分野に適用される。
【背景技術】
【０００２】
光伝送装置は、光送信部と、光受信部と、これらを光学的に結合している光伝送路とを備えて構成されている。光送信部は、レーザダイオード（以下、ＬＤと略記する場合がある。）などの発光素子や、その発光を制御するレーザ駆動ＩＣなどの駆動回路等を備え、光受信部は、フォトダイオード（以下、ＰＤと略記する場合がある。）などの受光素子、プリアンプＩＣ、リミッティングアンプＩＣ等を備えている。また光伝送路としては、高分子導波路や石英ガラス系光ファイバが用いられている。
光伝送装置の典型的な動作は、外部からの信号入力に対し、レーザ駆動ＩＣはレーザダイオードへの供給電流を変化させ、レーザダイオードはそれに応じて変化する光を出力する。フォトダイオードは、光を受信して、その受光レベルに応じた電流を発生し、プリアンプＩＣはその入力信号を電圧に変換し、受信信号として出力する。
【０００３】
光伝送装置において、レーザダイオードは、光出力が経年劣化するほか、温度に対する出力変動が大きいので、安定な通信を可能にするため、様々な手段が採られていた。
図１に示す光送信部１１は、入力信号に応じて発光素子１４を駆動させる駆動回路１３と、レーザダイオードなどの発光素子１４と、発光素子１４からの光を伝送する光伝送路１２と、発光素子１４の近傍に設けられ、発光の一部を受光するモニター用のフォトダイオードなどの受光素子１７と、受光素子１７に接続されたＩ−Ｖ変換回路１６及び差分回路１５とを備えている。この光送信部１１は、発光素子１４近傍の受光素子１７で発光光量の変動を検知し、レーザ駆動を制御するようになっている。このような構造は、例えば、特許文献１に開示されている。
図２に示す光送信部２１は、駆動回路２３と、発光素子２４と、光伝送路２２と、発光素子２４の温度を検知する温度検知手段２５とを備えている。この光送信部２１は、発光素子２４の温度変動を検知し、レーザ駆動を制御するようになっている。このような構造は、例えば、特許文献２に開示されている。
図３に示す光受信部３１は、光伝送路３２と、受光素子３３と、該受光素子３３からの出力信号を変換するＩ−Ｖ変換回路３４と、該Ｉ−Ｖ変換回路３４からの出力信号の変動を検出するレベル検出器３５及び差分回路３６とを備えている。この光受信部３１は、受信信号の変動に応じて増幅するＡＧＣ回路（Auto Gain Control）を備え、安定した信号レベルを維持するようになっている。このような構造は、例えば、特許文献３に開示されている。
図４に示す光受信部４１は、光伝送路４２と、受光素子４３と、Ｉ−Ｖ変換回路４４と、リミットアンプ４５とを備えている。この光受信部４１は、出力信号を増幅するリミットアンプ４５を備え、受光レベルの変動によらず、信号を大きく増幅してある規定値に飽和させることで安定な信号レベルを維持するようになっている。このような構造は、例えば、非特許文献１に開示されている。
【０００４】
一般的に、光送信機の発光光量を制御するため、発光光量を所定の信号として通信相手にフィードバックする技術が知られている。このような技術は、例えば、特許文献４に開示されている。
また一般的に、金属が外周に被覆された光ファイバが知られており、光ファイバ部分を通信媒体に供するとともに、被覆された金属をも通信媒体として供し得ることが開示されている。このような技術は、例えば、特許文献５に開示されている。
そして、光素子モジュールの小型化を実現するため、光ファイバの表面に金属めっきを施して通信媒体とし、パッケージに設けられた絶縁貫通孔に該金属めっき光ファイバを挿通して、パッケージと外部回路との間で電気信号の入出力を行う技術が提案されている。このような技術は、例えば、特許文献６に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２０６５４７号公報
【特許文献２】特開平１０−４１５７５号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８６８１号公報
【特許文献４】特開平１１−２０５２３９号公報
【特許文献５】特開２００３−０８６０３８号公報
【特許文献６】特開平８−２２０３８３号公報
【非特許文献１】http://www.sigma-links.com/ 2.125Gbps Multi-rate LC SFF Transceiver
【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、前述した従来技術には、次のような問題がある。
特許文献１に開示されたように、高分子光導波路にＬＤが搭載されたような光電気複合回路では、モニターＰＤを実装するエリアが通常は得られない上に、モニターＰＤの出力に対してプリアンプＩＣが必要となり、コスト高になる問題がある。
特許文献２に開示された装置では、温度検知手段を別途用意する必要があり、コスト高になる。また、ＬＤの経年劣化に対しては効果がない。
特許文献３に開示された装置に用いられているアンプ回路は、広いダイナミックレンジを有する必要があり、常に過剰なゲインを準備するため電力を多く消費する問題がある。
非特許文献１に開示された装置では、最小信号レベルに合わせた過剰な増幅率を有しているので、通常使用時には電力を多く消費する問題がある。
【０００６】
特許文献４に開示された装置では、所定の信号を発光ダイオードにより光に変換して伝送するため、制御回路が複雑になり、コスト増となる問題がある。
特許文献５に開示された金属めっき光ファイバは、実用に適さないという問題がある。光伝送路を内部に含む金属めっき光ファイバは、一般的に電線の端末加工で行われる、電線のカシメによるコネクタ付けに供すると、その構造ゆえに、カシメによる固定で光ファイバが破壊され、光信号を伝送できないのである。
特許文献６に開示された金属めっき光ファイバとそれを用いた光素子モジュールでは、パッケージに光ファイバを挿通する貫通孔を絶縁処理する必要があり、工程が複雑になる問題がある。更に、パッケージ内部で、光ファイバ外周の金属めっき部と制御回路とをワイヤで接続する必要があるが、実装機械を用いて金属めっき部の曲面にワイヤを接続することは困難であり、工程が複雑になる問題がある。
【０００７】
以上のような例を挙げたが、機器内や機器間といった比較的短い距離に適用される光伝送装置には、小型化、低コスト化の他に、形状にも様々な制約があるのが普通であり、実際には殆ど前述したような対策は講じられていない。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、装置の小型化と低コスト化を達成でき、安定して通信することが可能な光伝送装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、機器間、ボード間、ボード内等、比較的短距離を光通信によって情報伝達する光伝送装置において、少なくとも光送信部と、光受信部と、光伝送媒体と、受信光強度の変動量を検知する手段と、前記変動量を光送信部にフィードバックする手段とを有することを特徴とする光伝送装置を提供する。
【００１０】
本発明の光伝送装置において、光受信部における受信光強度の変動量を、その光を発した光送信部に対してフィードバックすることが好ましい。
【００１１】
本発明の光伝送装置において、受信光強度の変動量を検知する手段が、光受信部の信号電圧と予め定めた電圧との誤差を算出する回路であることが好ましい。
【００１２】
本発明の光伝送装置において、受信光強度の変動量をフィードバックする手段が、電気有線信号、電気無線信号のいずれか一方又は両方の信号伝送手段であることが好ましい。
【００１３】
本発明の光伝送装置において、光送信部が、少なくとも発光素子と素子駆動回路とを含み、対応する光受信部からのフィードバックを受けて発光素子を駆動するものであることが好ましい。
【００１４】
本発明の光伝送装置において、光受信部が、少なくとも受光素子と、電流−電圧変換回路とを含み、信号電圧を差分回路に伝達する手段を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の光伝送装置において、光伝送媒体が、光ファイバ、光導波路、空気のいずれかであることが好ましい。
【００１６】
本発明の光伝送装置において、前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、受信光強度の変動量をフィードバックする手段が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続する、電気有線信号の伝送手段であることが好ましい。
【００１７】
本発明の光伝送装置において、前記光伝送媒体として光ファイバを用い、該光ファイバの外周に被覆してなる金属を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、前記金属が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することが好ましい。
【００１８】
本発明の光伝送装置において、前記光伝送媒体として高分子光導波路を用い、該高分子光導波路の表面及び／又は内部に形成してなる金属膜を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、前記金属膜が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することが好ましい。
【００１９】
本発明の光伝送装置において、前記光伝送媒体として基板上に形成してなる光導波路を用い、さらに該基板上に形成してなる電気伝送媒体を、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段とし、前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、前記電気伝送媒体が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することが好ましい。
【００２０】
本発明の光伝送装置において、前記光伝送媒体である光ファイバと、前記受信光強度の変動量をフィードバックする手段である電線とが複合化された光電気複合ケーブルを有し、前記光送信部は送信部側導電性パッケージで気密封止され、前記光受信部は受信部側導電性パッケージで気密封止されており、前記電線が、前記送信部側導電性パッケージ及び受信部側導電性パッケージを接続することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、装置の小型化と低コスト化を達成でき、安定して通信することが可能な光伝送装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図５は、本発明の光伝送装置の一実施形態を示す構成図である。本実施形態の光伝送装置は、比較的近距離の光インタコネクトシステム等に用いられ、光送信部５１と、光受信部５３と、これらを光学的に接続している光伝送路５２と、受信光強度の変動量を検知する光強度変動検知部５４を有するフィードバック手段とを備えて構成されている。
【００２３】
光送信部５１は、ＬＤ等の発光素子５１Ｂと、入力信号に基づいて発光素子５１Ｂの駆動電力を調整する駆動回路５１Ａとを備えている。
光受信部５３は、ＰＤ等の受光素子５３Ａと、該受光素子５３Ａの受信信号を変換する電流−電圧変換回路（以下、Ｉ−Ｖ変換回路と記す。）５３Ｂとを備えている。
光伝送路５２は、光ファイバ、光導波路、空気のいずれかである。この光伝送路５２を予め規定しておくことで光損失が事前に予測され、送受信部に過剰なダイナミックレンジを持たせる必要が無く、コストが低減される。
【００２４】
前記フィードバック手段の光強度変動検知部５４は、レベル検出器５４Ｂと差分回路５４Ａとを有し、光強度変動検知部５４によって受信光強度の変動量を検知し、その変動量を光送信部５１にフィードバックするように構成されている。本実施形態の光伝送装置は、このフィードバック手段を設けたことにより、構成要素（特に発光素子）の経年変化や、周囲環境変化に対しても、設計時の光出力を維持させることが可能となり、長期にわたり安定した伝送が可能になる。
【００２５】
また、本実施形態の光伝送装置では、光受信部５３における受信光強度の変動量を、フィードバック手段の光強度変動検知部５４により検知し、このデータを直接の送受信関係にある光送信部５１に対してフィードバックする構成としたので、光送信部５１と光受信部５３とが連携した出力制御が可能になり、従来の余分な回路が省かれ、低コスト化を達成できると共に、低消費電力化も達成できる。
【００２６】
本実施形態の光伝送装置において、受信光強度の変動量を検知する手段である光強度変動検知部５４が、光受信部５３の信号電圧を検出するレベル検出器５４Ｂと、光受信部５３の信号電圧と予め定めた電圧との誤差を算出する差分回路５４Ａとを有することが好ましい。この種の回路は、構成が簡単で消費電力が少なく、誤差電圧を負帰還する用途に適している。
【００２７】
本実施形態の光伝送装置において、受信光強度の変動量をフィードバックする手段が、電気有線信号、電気無線信号のいずれか一方又は両方の信号伝送手段であることが好ましい。
電気有線信号を用いる場合は、構成が簡便で低コスト化に有利である。電気無線信号を用いる場合は、配線を省略することが可能となり、取り扱い上のメリットが多い。
【００２８】
本実施形態の光伝送装置において、光送信部５１は、少なくとも発光素子５１Ｂと駆動回路５１Ａとを含み、対応する光受信部５３からのフィードバックを受けて発光素子５１Ｂを駆動する構造になっている。このように、駆動回路５１Ａが、光受信部５３からの光量に応じたフィードバックを受けて発光素子５１Ｂを駆動するので、送受信の系の中で安定した送受信が可能になる。
【００２９】
本実施形態の光伝送装置において、光受信部５３は、少なくとも受光素子５３Ａと、Ｉ−Ｖ変換回路５３Ｂとを含み、受信した信号電圧を差分回路５４Ａに伝達する手段を含む構成になっている。このように、Ｉ−Ｖ変換回路５３Ｂから出力される信号電圧を、外部出力部だけでなく差分回路５４Ａにも送ることで、直接の受信信号強度をフィードバックに用いることができ、光量制御を精密に行うことができる。
【００３０】
本実施形態の光伝送装置において、光伝送媒体５２は、光ファイバ、光導波路、空気のいずれかを用いることができる。光ファイバは、石英ガラス系光ファイバ、多成分ガラス光ファイバ、プラスチック光ファイバなどのいずれを用いても良い。光ファイバは、一般に長い距離を低損失で光伝送可能な媒体なので、これを用いることで光送信部５１・光受信部５３のダイナミックレンジを狭く抑えることが可能となり、低コスト化を達成できる。光導波路は、高分子光導波路、石英ガラス系光導波路、誘電体光導波路など、いずれを用いても良い。光導波路は、高密度に配線を実装できるほか、光スイッチ、光合分岐といった機能を持たせることが可能なので、光伝送装置を高機能化するのに好適である。更には、空気を光伝送媒体にしても良い。光伝送媒体が空気であれば、光伝送媒体にかかるコストを無くすことができ、光伝送媒体の取り扱いに気をつかうこともなく、便利である。
【実施例１】
【００３１】
図６を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例１を説明する。
光送信部６１は、発光素子６１Ｂと駆動回路６１Ａとを備え、この光送信部６１は外部からの信号入力を得て、発光素子６１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。
光受信部６３は、受光素子６３ＡとＩ−Ｖ変換回路６３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子６３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路はそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部６３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器６３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路６３Ｄとを含む。
発光素子６１Ｂと受光素子６３Ａとは、石英系光ファイバ６２を用いて光学的に接続され、光受信部６３の差分回路６３Ｄと光送信部６１の駆動回路６１Ａとは、被覆付電線（フィードバック手段）により電気的に接続されている。
【００３２】
本実施例１では、光送信部６１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子６３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路６３Ｄにより参照電圧と比較され、被覆付電線により差分情報が駆動回路に送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子６１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。
【実施例２】
【００３３】
図７を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例２を説明する。
光送信部７１は、発光素子７１Ｂと駆動回路７１Ａとを備え、この光送信部７１は外部からの信号入力を得て、発光素子７１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また光送信部７１には、光受信部７３より入力された受光電圧のレベルを検知するレベル検出器７１Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路７１Ｄとを含む。
光受信部７３は、受光素子７３ＡとＩ−Ｖ変換回路７３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子７３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路７３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。
本実施例では、発光素子７１Ｂと受光素子７３Ａとが高分子光導波路７２を用いて光学的に接続されている。この高分子光導波路７２としては、具体的に、高分子導波路型の１×４光スプリッタを用いており、該スプリッタの入射端及び１箇所の出射端とに発光素子７１Ｂと受光素子７３Ａとが光学的に接続されている（図示せず）。
光受信部７３のＩ−Ｖ変換回路７３Ｂと光送信部７１のレベル検出器７１Ｃ及び差分回路７１Ｄとは、被覆付電線７４により電気的に接続されている。
【００３４】
本実施例２では、光受信部７１に光出力を増幅するアンプＩＣを搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子７３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、被覆付電線７４により差分回路７１Ｄに送られ、差分回路７１Ｄにより参照電圧と比較され、差分情報が駆動回路７１Ａに送られる。よって、光分岐により最高でも元の信号光の１／４に受光パワーが低下している１×４光スプリッターにおいても、受信光の強度変化を発光素子の駆動に直接反映できるので、光量低下を防ぐことができ、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。
【実施例３】
【００３５】
図８を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例３を説明する。
光送信部８１は、発光素子８１Ｂと駆動回路８１Ａとを備え、この光送信部８１は外部からの信号入力を得て、発光素子８１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。更に、フィードバック信号を受けるアンテナと復調回路８１Ｃを含んでいる。
光受信部８３は、受光素子８３ＡとＩ−Ｖ変換回路８３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子８３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路８３Ｂはそれを受光電圧に変換する。
電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部８３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器８３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路８３Ｄと、その差分電圧を電波として発振するための変調機８３Ｅとアンテナとを含む。
発光素子８１Ｂと受光素子８３Ａとは、石英系光ファイバ８２を用いて光学的に接続され、光受信部８３の差分回路８３Ｄと光送信部８１の駆動回路８１Ａとは、物理的には接続されていないが、アンテナを通して電気無線で送受信が可能である。
【００３６】
本実施例３では、光送信部８１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子８３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路８３Ｄにより参照電圧と比較され、電波により該差分情報が駆動回路８１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子の駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる上に、配線を省略できるので、機器に組み込まれる際の配置に自由度を与えることができ、低コスト化に寄与する。
【実施例４】
【００３７】
図９を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例４を説明する。
光送信部９１は、発光素子９１Ｂと駆動回路９１Ａとを備え、この光送信部９１は外部からの信号入力を得て、発光素子９１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。更に、フィードバック信号を受けるアンテナと復調回路９１Ｃを含んでいる。
光受信部９２は、受光素子９２ＡとＩ−Ｖ変換回路９２Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子９２Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路９２Ｂはそれを受光電圧に変換する。
電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部９２には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器９２Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路９２Ｄと、その差分電圧を電波として発振するための変調機９２Ｅとアンテナとを含む。
発光素子９１Ｂと受光素子９２Ａとは、集光する手段を備えたパッケージ内に配置され、互いに空間を通し（空気を光伝送媒体として）光学的に接続されている。光受信部９２の差分回路９２Ｄと光送信部９１の駆動回路９１Ａとは、物理的には接続されていないが、アンテナを通して電気無線で送受信が可能である。
【００３８】
本実施例４では、光送信部９１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子９２Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路９２Ｄにより参照電圧と比較され、電波により該差分情報が駆動回路９１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子の駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる上に、配線を省略できるので、機器に組み込まれる際の配置に自由度を与えることができ、低コスト化に寄与する。
【実施例５】
【００３９】
図１０を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例５を説明する。
光送信部１０１は、発光素子１０１Ｂと駆動回路１０１Ａとを備え、この光送信部１０１は外部からの信号入力を得て、発光素子１０１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。光送信部１０１は、送信部側導電性パッケージ１０１Ｃにより気密封止されている。送信部側導電性パッケージ１０１Ｃは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
光受信部１０３は、受光素子１０３ＡとＩ−Ｖ変換回路１０３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子１０３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路１０３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部１０３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器１０３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路１０３Ｄとを含む。光受信部１０３は、受信部側導電性パッケージ１０３Ｅにより気密封止されている。受信部側導電性パッケージ１０３Ｅは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
発光素子１０１Ｂと受光素子１０３Ａとは、光伝送路１０２を用いて光学的に接続されている。そして、光受信部１０３の差分回路１０３Ｄと光送信部１０１の駆動回路１０１Ａとは、受信部側導電性パッケージ１０３Ｅ、フィードバック手段１０４及び送信部側導電性パッケージ１０１Ｃにより、電気的に接続されている。
【００４０】
本実施例５では、光送信部１０１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子１０３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路１０３Ｄにより参照電圧と比較され、フィードバック手段１０４により差分情報が駆動回路１０１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子１０１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。また、送信部側導電性パッケージ１０１Ｃ及び受信部側導電性パッケージ１０３Ｅを、電気信号の伝送媒体として用いるため、フィードバック手段１０４は、これら導電性パッケージのいずれの位置に接触させても良く、設計の自由度が高くなり、低価格化が実現できる。
【実施例６】
【００４１】
図１１を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例６を説明する。
光送信部１１１は、発光素子１１１Ｂと駆動回路１１１Ａとを備え、この光送信部１１１は外部からの信号入力を得て、発光素子１１１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。光送信部１１１は、送信部側導電性パッケージ１１１Ｃにより気密封止されている。送信部側導電性パッケージ１１１Ｃは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
光受信部１１３は、受光素子１１３ＡとＩ−Ｖ変換回路１１３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子１１３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路１１３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部１１３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器１１３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路１１３Ｄとを含む。光受信部１１３は、受信部側導電性パッケージ１１３Ｅにより気密封止されている。受信部側導電性パッケージ１１３Ｅは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
発光素子１１１Ｂと受光素子１１３Ａとは、外周に金属が被覆された光ファイバ１１２の光ファイバ部１１２Ａを用いて光学的に接続され、光受信部１１３の差分回路１１３Ｄと光送信部１１１の駆動回路１１１Ａとは、受信部側導電性パッケージ１１３Ｅ、前記光ファイバ１１２の金属被覆部１１２Ｂ及び送信部側導電性パッケージ１１１Ｃにより、電気的に接続されている。
受信部側導電性パッケージ１１３Ｅ及び送信部側導電性パッケージ１１１Ｃには、それぞれ貫通孔が設けられ、前記光ファイバ１１２を挿通することで、光ファイバ部１１２Ａによりこれら導電性パッケージ内外で光結合が可能となり、更に、大きな外力を加えることなく金属被覆部１１２Ｂをこれら導電性パッケージに接触させ、電気的に接続することが可能となっている。なお、金属被覆部１１２Ｂとこれら導電性パッケージとは、半田などの溶融金属を用いて接続しても良い。
【００４２】
本実施例６では、光送信部１１１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子１１３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路１１３Ｄにより参照電圧と比較され、金属被覆部１１２Ｂにより差分情報が駆動回路１１１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子１１１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。また、送信部側導電性パッケージ１１１Ｃ及び受信部側導電性パッケージ１１３Ｅを、電気信号の伝送媒体として用いるため、これら導電性パッケージ及び前記光ファイバ１１２を、接触部およびその近傍で絶縁する必要がなく、工程を簡略化できる。更に、光伝送と受信信号強度のフィードバックを前記光ファイバ１１２だけで行うので、必要な配線数が削減され、低価格化が実現できる。
【実施例７】
【００４３】
図１２を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例７を説明する。
光送信部１２１は、発光素子１２１Ｂと駆動回路１２１Ａとを備え、この光送信部１２１は外部からの信号入力を得て、発光素子１２１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。光送信部１２１は、送信部側導電性パッケージ１２１Ｃにより気密封止されている。送信部側導電性パッケージ１２１Ｃは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
光受信部１２３は、受光素子１２３ＡとＩ−Ｖ変換回路１２３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子１２３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路１２３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部１２３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器１２３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路１２３Ｄとを含む。光受信部１２３は、受信部側導電性パッケージ１２３Ｅにより気密封止されている。受信部側導電性パッケージ１２３Ｅは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
発光素子１２１Ｂと受光素子１２３Ａとは、金属膜が形成された高分子光導波路１２２の光導波路部１２２Ａを用いて光学的に接続され、光受信部１２３の差分回路１２３Ｄと光送信部１２１の駆動回路１２１Ａとは、受信部側導電性パッケージ１２３Ｅ、前記高分子光導波路１２２の金属膜部１２２Ｂ及び送信部側導電性パッケージ１２１Ｃにより、電気的に接続されている。
受信部側導電性パッケージ１２３Ｅ及び送信部側導電性パッケージ１２１Ｃには、それぞれ貫通孔が設けられ、前記高分子光導波路１２２を挿通することで、光導波路部１２２Ａによりこれら導電性パッケージ内外で光結合が可能となり、更に、大きな外力を加えることなく金属膜部１２２Ｂをこれら導電性パッケージに接触させ、電気的に接続することが可能となっている。なお、金属膜部１２２Ｂとこれら導電性パッケージとは、半田などの溶融金属を用いて接続しても良い。また、ここでは、光伝送媒体及び受信光強度の変動量をフィードバックする手段として、平板状である高分子光導波路の表面上に金属膜が形成されたものを例示しているが、金属膜は、高分子光導波路の内部に形成されていても良く、高分子光導波路の表面及び内部の双方に形成されていても良い。
【００４４】
本実施例７では、光送信部１２１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子１２３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路１２３Ｄにより参照電圧と比較され、金属膜部１２２Ｂにより差分情報が駆動回路１２１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子１２１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。また、送信部側導電性パッケージ１２１Ｃ及び受信部側導電性パッケージ１２３Ｅを、電気信号の伝送媒体として用いるため、これら導電性パッケージ及び前記高分子光導波路１２２を、接触部及びその近傍で絶縁する必要がなく、工程を簡略化できる。更に、光伝送と受信信号強度のフィードバックを前記高分子光導波路１２２だけで行うので、必要な配線数が削減され、低価格化が実現できる。更に、実施例６では、細い光ファイバの取り回しが必要なので、光伝送装置の取り扱いに細心の注意を要するが、本実施例では、金属膜が形成された高分子光導波路１２２が平板状の部材のため、取り扱いが容易であるという利点がある。
【実施例８】
【００４５】
図１３を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例８を説明する。
光送信部１３１は、発光素子１３１Ｂと駆動回路１３１Ａとを備え、この光送信部１３１は外部からの信号入力を得て、発光素子１３１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。光送信部１３１は、送信部側導電性パッケージ１３１Ｃにより気密封止されている。送信部側導電性パッケージ１３１Ｃは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
光受信部１３３は、受光素子１３３ＡとＩ−Ｖ変換回路１３３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子１３３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路１３３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部１３３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器１３３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路１３３Ｄとを含む。光受信部１３３は、受信部側導電性パッケージ１３３Ｅにより気密封止されている。受信部側導電性パッケージ１３３Ｅは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
発光素子１３１Ｂと受光素子１３３Ａとは、高分子光導波路が形成された電気伝送基板１３２の光導波路部１３２Ａを用いて光学的に接続され、光受信部１３３の差分回路１３３Ｄと光送信部１３１の駆動回路１３１Ａとは、受信部側導電性パッケージ１３３Ｅ、前記電気伝送基板１３２の電気伝送基板部１３２Ｂ及び送信部側導電性パッケージ１３１Ｃにより、電気的に接続されている。
受信部側導電性パッケージ１３３Ｅ及び送信部側導電性パッケージ１３１Ｃには、それぞれ貫通孔が設けられ、前記電気伝送基板１３２を挿通することで、光導波路部１３２Ａによりこれら導電性パッケージ内外で光結合が可能となり、更に、大きな外力を加えることなく電気伝送基板部１３２Ｂをこれら導電性パッケージに接触させ、電気的に接続することが可能となっている。なお、電気伝送基板部１３２Ｂとこれら導電性パッケージとは、半田などの溶融金属を用いて接続しても良い。また、ここでは、光伝送媒体及び受信光強度の変動量をフィードバックする手段として、高分子光導波路が形成された電気伝送基板を示しているが、本発明ではこれに限定されず、基板上に光導波路及び電気伝送媒体が形成された複合基板であれば、如何なるものでも良い。
【００４６】
本実施例８では、光送信部１３１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子１３３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路１３３Ｄにより参照電圧と比較され、電気伝送基板部１３２Ｂにより差分情報が駆動回路１３１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子１３１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。また、送信部側導電性パッケージ１３１Ｃ及び受信部側導電性パッケージ１３３Ｅを、電気信号の伝送媒体として用いるため、これら導電性パッケージ及び前記電気伝送基板１３２を、接触部及びその近傍で絶縁する必要がなく、工程を簡略化できる。更に、光伝送と受信信号強度のフィードバックを前記電気伝送基板１３２だけで行うので、必要な配線数が削減され、低価格化が実現できる。更に、本実施例では、光伝送媒体及び受信光強度の変動量をフィードバックする手段として、高分子光導波路が形成された電気伝送基板１３２を用いているが、電気伝送基板部１３２Ｂとしてフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いることができ、該ＦＰＣは一般的に高分子光導波路の半分以下の肉厚とすることができる。したがって、このような前記電気伝送基板１３２は、実施例７における金属膜が形成された高分子光導波路１２２よりも、小さな径で曲げることができ、光伝送装置内で高密度に配置できるという利点がある。また、本実施例では、光伝送媒体として高分子光導波路を用いた例を示しているが、その他の光導波路を用いても良い。
【実施例９】
【００４７】
図１４を参照して本発明に係る光伝送装置の実施例９を説明する。
光送信部１４１は、発光素子１４１Ｂと駆動回路１４１Ａとを備え、この光送信部１４１は外部からの信号入力を得て、発光素子１４１Ｂを駆動する。電力は外部より供給されている（図示せず）。光送信部１４１は、送信部側導電性パッケージ１４１Ｃにより気密封止されている。送信部側導電性パッケージ１４１Ｃは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
光受信部１４３は、受光素子１４３ＡとＩ−Ｖ変換回路１４３Ｂとを備え、受光信号を得て受光素子１４３Ａは受光電流を発生し、Ｉ−Ｖ変換回路１４３Ｂはそれを受光電圧に変換する。電力は外部より供給されている（図示せず）。また、光受信部１４３には、受光電圧のレベルを検知するレベル検出器１４３Ｃと、予め決められた参照電圧（図示せず）と前者を比較し、差分を出力する差分回路１４３Ｄとを含む。光受信部１４３は、受信部側導電性パッケージ１４３Ｅにより気密封止されている。受信部側導電性パッケージ１４３Ｅは特に限定されず、気密封止に用いられる公知の材質や形状のもので良い。
発光素子１４１Ｂと受光素子１４３Ａとは、光ファイバと電線の複合ケーブル１４２の光ファイバ部１４２Ａを用いて光学的に接続され、光受信部１４３の差分回路１４３Ｄと光送信部１４１の駆動回路１４１Ａとは、受信部側導電性パッケージ１４３Ｅ、前記複合ケーブル１４２の電線部１４２Ｂ及び送信部側導電性パッケージ１４１Ｃにより、電気的に接続されている。
受信部側導電性パッケージ１４３Ｅ及び送信部側導電性パッケージ１４１Ｃには、それぞれ貫通孔が設けられ、前記複合ケーブル１４２を挿通することで、光ファイバ部１４２Ａによりこれら導電性パッケージ内外で光結合が可能となり、更に、大きな外力を加えることなく電線部１４２Ｂをこれら導電性パッケージに接触させ、電気的に接続することが可能となっている。
【００４８】
本実施例９では、光送信部１４１に光出力を検知するモニター受光素子を搭載する必要はなく、素子コストの低減と設計上の自由度が確保される。受光素子１４３Ａから発生しＩ−Ｖ変換された受光電圧は、差分回路１４３Ｄにより参照電圧と比較され、電線部１４２Ｂにより差分情報が駆動回路１４１Ａに送られる。よって、受信光の強度変化を発光素子１４１Ｂの駆動に直接反映できるので、光素子劣化や温度変化に対しても、安定した送受信を行うことができる。また、送信部側導電性パッケージ１４１Ｃ及び受信部側導電性パッケージ１４３Ｅを、電気信号の伝送媒体として用いるため、これら導電性パッケージに対して、前記複合ケーブル１４２のうち電線部１４２Ｂは必ずしも挿通させる必要はなく、単に接触させるだけでも良いので、光伝送装置の組立が簡略化できる。更に、光伝送と受信信号強度のフィードバックを前記複合ケーブル１４２だけで行うので、複数の配線を一括で取り回すことができ、作業が容易となる。更に、例えば実施例６では、光伝送媒体及び受信光強度の変動量をフィードバックする手段として、外周に金属が被覆された光ファイバ１１２を用いているが、金属を被覆する装置のために新たな設備投資が必要になるなど、コストアップを招く恐れがある。これに対し、本実施例における光ファイバと電線の複合ケーブル１４２は、従来の光ファイバ製造技術、電線製造技術を応用して作製可能であり、コストを低減できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来の光伝送装置の第１例を示す構成図である。
【図２】従来の光伝送装置の第２例を示す構成図である。
【図３】従来の光伝送装置の第３例を示す構成図である。
【図４】従来の光伝送装置の第４例を示す構成図である。
【図５】本発明の光伝送装置の一実施形態を示す構成図である。
【図６】本発明に係る実施例１の光伝送装置を示す構成図である。
【図７】本発明に係る実施例２の光伝送装置を示す構成図である。
【図８】本発明に係る実施例３の光伝送装置を示す構成図である。
【図９】本発明に係る実施例４の光伝送装置を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る実施例５の光伝送装置を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る実施例６の光伝送装置を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る実施例７の光伝送装置を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る実施例８の光伝送装置を示す構成図である。
【図１４】本発明に係る実施例９の光伝送装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１…光送信部、
５１Ａ，６１Ａ，７１Ａ，８１Ａ，９１Ａ，１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａ，１３１Ａ，１４１Ａ…駆動回路、  ５１Ｂ，６１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂ，９１Ｂ，１０１Ｂ，１１１Ｂ，１２１Ｂ，１３１Ｂ，１４１Ｂ…発光素子、  ５２，１０２…光伝送路、  ５３，６３，７３，８３，９２，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３…光受信部、  ５３Ａ，６３Ａ，７３Ａ，８３Ａ，９２Ａ，１０３Ａ，１１３Ａ，１２３Ａ，１３３Ａ，１４３Ａ…受光素子、  ５３Ｂ，６３Ｂ，７３Ｂ，８３Ｂ，９２Ｂ，１０３Ｂ，１１３Ｂ，１２３Ｂ，１３３Ｂ，１４３Ｂ…Ｉ−Ｖ変換回路、  ５４…光強度変動検知部、  ５４Ａ，６３Ｄ，７１Ｄ，８３Ｄ，９２Ｄ，１０３Ｄ，１１３Ｄ，１２３Ｄ，１３３Ｄ，１４３Ｄ…差分回路、  ５４Ｂ，６３Ｃ，７１Ｃ，８３Ｃ，９２Ｃ，１０３Ｃ，１１３Ｃ，１２３Ｃ，１３３Ｃ，１４３Ｃ…レベル検出器、  ６２，８２…石英系光ファイバ、  ７２…高分子光導波路、  ７４…被覆付電線、  ８１Ｃ，９１Ｃ…復調回路、  ８３Ｅ，９２Ｅ…変調器、  １０１Ｃ，１１１Ｃ，１２１Ｃ，１３１Ｃ，１４１Ｃ…送信部側導電性パッケージ、  １０３Ｅ，１１３Ｅ，１２３Ｅ，１３３Ｅ，１４３Ｅ…受信部側導電性パッケージ、  １０４…フィードバック手段、  １１２…金属が被覆された光ファイバ、  １１２Ａ…光ファイバ部、  １１２Ｂ…金属被覆部１１２Ｂ、  １２２…金属膜が形成された高分子光導波路、  １２２Ａ…光導波路部、  １２２Ｂ…金属膜部、  １３２…高分子光導波路が形成された電気伝送基板、  １３２Ａ…光導波路部、  １３２Ｂ…電気伝送基板部、  １４２…光ファイバと電線の複合ケーブル、  １４２Ａ…光ファイバ部、  １４２Ｂ…電線部。
【図１】
2008245264.tif 000003
【図２】
2008245264.tif 000004
【図３】
2008245264.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008245264.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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