(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を受光し、該光信号の強度を光電流に変換する、少なくとも２つのフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される光電流のうち少なくとも１つを選択する光電流選択部と、
前記光電流選択部によって選択された光電流の大きさを電圧の大きさに変換する電流電圧変換部と、
前記電流電圧変換部から出力された電圧の大きさを前記フォトダイオードから出力される光電流の大きさを表す出力に変換する光電流値出力部と、
前記フォトダイオードから前記光電流値出力部までの間の回路内で生じる電流誤差を補正するように、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを修正する機能を含む変換補正部と、
前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータとして、前記光電流選択部の温度に依存した変換パラメータを複数格納する記憶部と、
を備え、
前記変換補正部は、前記光電流選択部の温度に依存した複数の前記変換パラメータを前記記憶部から参照し、前記光電流選択部の温度に応じて、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを変更すること特徴とする光電流モニタ回路。
【請求項２】
前記電流誤差は、前記光電流選択部で生じる漏れ電流に起因することを特徴とする請求項１に記載の光電流モニタ回路。
【請求項３】
前記電流電圧変換部から出力された電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータをさらに備え、
前記光電流値出力部および前記変換補正部が、デジタル信号処理回路にて構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電流モニタ回路。
【請求項４】
前記電流電圧変換部は、トランスインピーダンスアンプで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光電流モニタ回路。
【請求項５】
前記電流電圧変換部は、対数アンプで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光電流モニタ回路。
【請求項６】
前記フォトダイオードから出力する光電流の少なくとも１つについて、該光電流と略等しい値の電流を流す電流複製部と、
前記電流複製部から出力される電流の大きさを電圧の大きさに変換する第２の電流電圧変換部と、
前記電流電圧変換部の出力と前記第２の電流電圧変換部の出力との差に基づいて、前記回路内で生じる電流誤差を算出する電流誤差算出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光電流モニタ回路。
【請求項７】
前記記憶部は、前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータとして、前記フォトダイオードが受光する光強度に依存した変換パラメータをさらに複数格納し、
前記変換補正部は、前記フォトダイオードが受光する光強度に依存した複数の前記変換パラメータを前記記憶部から参照し、前記フォトダイオードが受光する光強度に応じて、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを変更することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光電流モニタ回路。
【請求項８】
前記記憶部は、前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータとして、前記光電流選択部または前記電流電圧変換部における電源電圧に依存した変換パラメータをさらに複数格納し、
前記変換補正部は、前記電源電圧に依存した複数の前記変換パラメータを前記記憶部から参照し、前記回路の電源電圧に応じて、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを変更することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の光電流モニタ回路。
【請求項９】
光信号を受光し、該光信号の強度を光電流に変換する、少なくとも２つのフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される光電流のうち少なくとも１つを選択する光電流選択部と、
前記光電流選択部によって選択された光電流の大きさを電圧の大きさに変換する電流電圧変換部と、
前記電流電圧変換部から出力された電圧の大きさを前記フォトダイオードから出力される光電流の大きさを表す出力に変換する光電流値出力部と、
前記フォトダイオードから前記光電流値出力部までの間の回路内で生じる電流誤差を補正するように、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを修正する機能を含む変換補正部と、
前記フォトダイオードから出力する光電流の少なくとも１つについて、該光電流と略等しい値の電流を流す電流複製部と、
前記電流複製部から出力される電流の大きさを電圧の大きさに変換する第２の電流電圧変換部と、
前記電流電圧変換部の出力と前記第２の電流電圧変換部の出力との差に基づいて、前記回路内で生じる電流誤差を算出する電流誤差算出部と、
を備えること特徴とする光電流モニタ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電流モニタ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重方式を適用した光ネットワークにおいては、波長が異なる複数の光信号を出力可能な波長可変光源を搭載した光送信器が用いられている。また、低消費電力で柔軟なネットワークを構成するために、電気信号に変換しないまま光信号の経路を切り替える光信号スイッチなども導入されている。
【０００３】
その際、波長可変光源では、光源であるレーザダイオードの出力強度や発振波長を高精度に安定化する必要がある。そこで、レーザダイオードからの光出力の一部をフォトダイオードで受光し、その受光強度に応じたフォトダイオードの出力電流（以下、光電流）に基づいて、レーザダイオードに対するフィードバック制御が行われている。また、光信号スイッチにおいても、光信号の強度を制御するために、光信号スイッチへの入力強度や出力強度をフォトダイオードにてモニタを行う場合がある。
【０００４】
ところが、近年では波長可変光源に変調器を集積化した変調器内蔵型の波長可変光源など、光素子の集積化が進み、１つの光モジュールの制御に必要なフォトダイオードの数が増加している。また、光信号スイッチにおいても、伝送容量の増大やネットワークの複雑化に伴い、光スイッチの経路数が増加する傾向にあり、この用途においても、光強度をモニタするフォトダイオードの数が増加する傾向がある。
【０００５】
光強度をモニタするためのフォトダイオードの数の増加に対応するためには、光電流を電圧に変換する電流電圧変換回路（トランスインピーダンスアンプや対数アンプなど）が複数必要となる。結果、光電流をモニタするための回路の面積が大きくなってしまい、モジュールの小型化の障害となってしまう。そこで、複数のフォトダイオードからの光電流をマルチプレクサ回路にて切り替えた後に、１つの電流電圧変換回路にて電圧に変換する構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３５６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フォトダイオードで受光する光の強度は、レーザダイオードから出力される光信号の伝送品質への影響を抑制するために、レーザダイオードから出力される光の全強度の数％程度に設定されるのが一般的である。そのため、フォトダイオードが出力する光電流の大きさは、数ｎＡ程度の非常に微弱な電流となってしまうことがある。
【０００８】
一方、例えばマルチプレクサ回路の内部では、数ｎＡ程度の漏れ電流が発生している。すると、フォトダイオードが出力する光電流がマルチプレクサ回路を通過する際に、同程度の強度のノイズが光電流に重畳してしまうことになる。結果、レーザダイオードから出力される光信号の強度の測定に誤差が生じてしまうことになり、フィードバック制御の安定化などに影響が生じてしまうことになる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、回路面積を抑制しつつ、回路内で生じる誤差電流の影響を抑制することができる光電流モニタ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、光信号を受光し、該光信号の強度を光電流に変換する、少なくとも２つのフォトダイオードと、前記フォトダイオードから出力される光電流のうち少なくとも１つを選択する光電流選択部と、前記光電流選択部によって選択された光電流の大きさを電圧の大きさに変換する電流電圧変換部と、前記電流電圧変換部から出力された電圧の大きさを前記フォトダイオードから出力される光電流の大きさを表す出力に変換する光電流値出力部と、前記フォトダイオードから前記光電流値出力部までの間の回路内で生じる電流誤差を補正するように、少なくとも前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを修正する機能を含む変換補正部とを備えること特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記電流誤差は、前記光電流選択部で生じる漏れ電流に起因することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記電流電圧変換部から出力された電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタルコンバータをさらに備え、前記光電流値出力部および前記変換補正部が、デジタル信号処理回路にて構成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記電流電圧変換部は、トランスインピーダンスアンプで構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記電流電圧変換部は、対数アンプで構成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記光電流値出力部における変換に用いる変換パラメータを格納する記憶部をさらに備え、前記変換補正部が前記記憶部を参照することによって変換パラメータを修正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記フォトダイオードから出力する光電流の少なくとも１つについて、該光電流と略等しい値の電流を流す電流複製部と、前記電流複製部から出力される電流の大きさを電圧の大きさに変換する第２の電流電圧変換部と、前記電流複製部で複製された電流値を元に、前記回路内で生じる電流誤差を算出する電流誤差算出部と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記変換補正部は、前記回路内で生じる電流誤差を前記回路の温度に応じて補正することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記変換補正部は、前記回路内で生じる電流誤差を前記フォトダイオードが受光する光強度に応じて補正することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る光電流モニタ回路は、前記変換補正部は、前記回路内で生じる電流誤差を前記回路の電源電圧に応じて補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光電流モニタ回路は、回路面積を抑制しつつ、回路内で生じる誤差電流の影響を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、光電流に生じる電流誤差の影響を示す図である。
【図３】図３は、マルチプレクサ回路の代表的な回路構成の一部を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。
【図６】図６は、光電流選択部における温度と漏れ電流の大きさとの関係を例示するグラフである。
【図７】図７は、第４実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る光電流モニタ回路を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。図１に示すように、第１実施形態に係る光電流モニタ回路１００は、少なくとも２つのフォトダイオード１１０と、光電流選択部１２０と、電流電圧変換部１３０と、光電流値出力部１４０と、変換補正部１５０とを備えている。
【００２４】
フォトダイオード１１０は、光信号を受光し、その受光強度に対応した電流を出力する素子である。したがって、フォトダイオード１１０から出力される電流（以下、光電流という）の強度は、監視対象である光信号の強度を表している。なお、図１に示される光電流モニタ回路１００の構成例では、フォトダイオード１１０は、ｎ個のフォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎ（ｎ≧２の整数）によって構成されている。つまり、フォトダイオード１１０は、少なくとも２つのフォトダイオードを備えていればよい。
【００２５】
各フォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎは、それぞれ異なる監視対象の光信号を受光するように設置することができる。したがって、各フォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎが出力する光電流は強度が同じであることを仮定しない。また、各フォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎが受光する光信号の波長も同じであることを仮定しない。すなわち、各フォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎは同じ構成のフォトダイオードであることを仮定しない。例えば、波長分割多重方式の光ネットワークにおける光信号を監視するために光電流モニタ回路１００を利用する際には、フォトダイオードＰＤ１，・・・，ＰＤｎは、波長分割多重方式における各波長の光信号の強度を監視するように構成することができる。
【００２６】
光電流選択部１２０は、フォトダイオード１１０から出力される光電流のうち少なくとも１つを選択するスイッチ回路である。本実施形態に係る光電流モニタ回路１００は、光電流選択部１２０によって複数のフォトダイオード１１０から出力される光電流のうち少なくとも１つを選択するので、光電流選択部１２０以降の回路を１つにまとめることができ、回路面積を大幅に抑制することが可能である。
【００２７】
光電流選択部１２０の例として、マルチプレクサ回路を用いることができる。光電流選択部１２０としてマルチプレクサ回路を用いた場合の詳細は、後に図２および図３を参照しながら説明するものとする。
【００２８】
電流電圧変換部１３０は、光電流選択部１２０によって選択された光電流の大きさを電圧の大きさに変換する回路である。先述のように、フォトダイオード１１０は、受光強度に対応した光電流を出力するが、この光電流をそのまま電流信号として信号処理することは、一般的回路構成で信号処理をする上で好ましくない。そこで、電流電圧変換部１３０によって、一般的な回路構成に適した電圧信号に光電流を変換する。また、電流電圧変換部１３０によって光電流を電圧信号に変換することにより、フォトダイオード１１０から出力される微弱な光電流を、応答性および感度が良い状態で読み出すことも可能になる。
【００２９】
電流電圧変換部１３０は、プリアンプと呼ばれることもあり、フォトダイオード１１０の光電流の読み出しに用いられる一般的な構成のものを用いることができる。電流電圧変換部１３０は、一般に、入力された光電流に比例した電圧を出力するものと、入力された光電流に対して対数関係の電圧を出力するものとがあるが、本発明の実施形態では、電流電圧変換部１３０としてどちらも用いることができる。入力された光電流に比例した電圧を出力する電流電圧変換部１３０はトランスインピーダンスアンプと呼ばれており、入力された光電流に対して対数関係の電圧を出力する電流電圧変換部１３０は対数アンプと呼ばれている。
【００３０】
光電流値出力部１４０は、電流電圧変換部１３０から出力された電圧の大きさをフォトダイオード１１０から出力される光電流の大きさを表す出力に変換するためのものである。また、変換補正部１５０は、光電流値出力部１４０における少なくとも変換パラメータを修正する機能を含むものである。ここで、少なくとも変換パラメータを修正する機能とは、光電流値出力部１４０にて行われる変換に際し、変換式の係数に相当する数値を変更することや、変換式自体を変更することや、変換法則をテーブル化した際には変換テーブルに格納されている数値を変更することなどが含まれている。
【００３１】
上記のように、電流電圧変換部１３０からの出力は電圧信号であり、光電流の大きさを直接的に表すものではない。したがって、フォトダイオード１１０が受光した光の強度を表示するためのパワーモニターやフォトダイオード１１０をフィードバック制御するための制御装置などへ情報を受け渡すためには、電流電圧変換部１３０からの出力である電圧信号からフォトダイオード１１０が出力した光電流の値を算出ないし値に変換する必要がある。なお、ここでの電流電圧変換部１３０からの出力とは、アナログ信号であることも、デジタル信号であることもあり、さらには、直接的にメータ表示する構成とすることも可能である。
【００３２】
一方、上記のようにフォトダイオード１１０が出力した光電流は、フォトダイオード１１０から光電流値出力部１４０までの間に、光電流選択部１２０や電流電圧変換部１３０などの回路を経由しているので、これら回路内で生じる電流誤差の影響を受けている。例えば、光電流選択部１２０では漏れ電流が光電流に重畳し、電流電圧変換部１３０では入力バイアス電流や、ゲインノイズなどによる影響が含まれ得る。そこで、変換補正部１５０は、光電流値出力部１４０における変換パラメータを修正することで、光電流値出力部１４０の出力をフォトダイオード１１０が出力した光電流の真値を表す出力に近づけるように補正を行う。
【００３３】
以下、図２および図３を参照しながら、光電流選択部１２０にマルチプレクサ回路を用い、電流電圧変換部１３０にトランスインピーダンスアンプを用いた構成例を用いて、変換補正部１５０が光電流値出力部１４０の出力をフォトダイオード１１０が出力した光電流の真値を表す出力に近づけるように補正を行う方法の詳細を説明する。図２は、光電流に生じる電流誤差の影響を示す図であり、図３は、マルチプレクサ回路の代表的な回路構成の一部を示す図である。
【００３４】
図２に示すように、フォトダイオード１１０における一つのフォトダイオードＰＤ２から出力される光電流がＩｐｄであり、光電流選択部１２０にてフォトダイオードＰＤ２から出力される光電流が選択されている状況を考える。このとき、光電流選択部１２０としてマルチプレクサ回路を用いている場合、代表的な電流誤差の原因である漏れ電流Ｌ１，Ｌ２がフォトダイオードＰＤ２から出力される光電流に重畳することになる。
【００３５】
図３に示すように、マルチプレクサ回路におけるスイッチ回路部分の標準構成は、ＮＭＯＳ１２１とＰＭＯＳ１２２とインバータ１２３とを組み合わせて構成される。図３に示されるようなＮＭＯＳ１２１とＰＭＯＳ１２２とインバータ１２３との組み合わせによれば、Ｄｒｉｖｅｒからの制御信号に従って、ＩＮ−ＯＵＴ端子間の回路の開閉制御を行うことができる。
【００３６】
さらに、図３に示すように、マルチプレクサ回路におけるスイッチ回路部分の標準構成には、保護ダイオード１２４〜１２７が設けられている。これら保護ダイオード１２４〜１２７は、スイッチ回路のＮＭＯＳ１２１およびＰＭＯＳ１２２に過大な電流が流れないようにするための保護機構である。具体的には、ＩＮ／ＯＵＴ端子に電源電圧Ｖｄｄを上回る電圧が印加された場合、保護ダイオード１２４，１２５を介してＶｄｄへ電流が流れることになり、一方、ＩＮ／ＯＵＴ端子に電源電圧Ｖｓｓを下回る電圧が印加された場合、保護ダイオード１２６，１２７を介してＶｓｓから電流が流れることになる。結果、ＮＭＯＳ１２１およびＰＭＯＳ１２２には、常にＶｄｄとＶｓｓとの間の電圧のみが印加されることになる。
【００３７】
これら保護ダイオード１２４〜１２７は、ダイオードという素子の性質上、逆方向に電流を流しにくい素子であるが、逆方向に全く電流が流れないようにすることは不可能である。そして、保護ダイオード１２４〜１２７における、この不可避的な逆流電流がマルチプレクサ回路における電流誤差の主因である。図２および図３では、Ｖｄｄからスイッチ回路への逆流電流を漏れ電流Ｌ１とし、スイッチ回路からＶｓｓへの逆流電流を漏れ電流Ｌ２として示されている。
【００３８】
結果、図２に示すように、光電流選択部１２０から出力される光電流は、Ｉ’ｐｄ＝Ｉｐｄ＋Ｉｌｅａｋに変化してしまう。なお、ここでは記号の煩雑化を避けるために、漏れ電流Ｌ１，Ｌ２を含めた光電流選択部１２０全体で生じうる電流誤差をＩｌｅａｋとして表している。そして、電流電圧変換部１３０では、このＩ’ｐｄ＝Ｉｐｄ＋Ｉｌｅａｋを変換し、電圧信号であるＶｏｕｔを出力することになる。
【００３９】
先述のように、トランスインピーダンスアンプでは、入力された光電流に比例した電圧が出力されるので、電流電圧変換部１３０の出力であるＶｏｕｔの大きさは、比例係数Ａと定数項Ｂとを用いて以下の式で表現することができる。
【００４０】
Ｖｏｕｔ＝Ａ×Ｉ’ｐｄ＋Ｂ＝Ａ×（Ｉｐｄ＋Ｉｌｅａｋ）＋Ｂ  ・・・（１）
【００４１】
すると、電流電圧変換部１３０の出力であるＶｏｕｔの大きさから、フォトダイオードＰＤ２から出力される光電流の値Ｉｐｄを求めるには、以下の変換をすればよいことが解る。
【００４２】
Ｉｐｄ＝（１／Ａ）Ｖｏｕｔ−（Ｂ／Ａ＋Ｉｌｅａｋ）  ・・・（２）
【００４３】
以上の考察に従えば、光電流値出力部１４０では、電流電圧変換部１３０からの入力に対して以下の式（３）に従う変換を行い、変換補正部１５０は、式（３）における変換パラメータα，βを以下の式（４）に従って修正することで、光電流値出力部１４０の出力をフォトダイオード１１０が出力した光電流の真値を表す出力に近づけるように補正を行うことができることが解る。
【００４４】
Ｉｐｄ＝α×Ｖｏｕｔ＋β  ・・・（３）
α＝１／Ａ，β＝−（Ｂ／Ａ＋Ｉｌｅａｋ）  ・・・（４）
【００４５】
まとめると、光電流値出力部１４０では、電流電圧変換部１３０からの出力であるＶｏｕｔに対して上記式（３）に従う変換を行い、フォトダイオード１１０が出力した光電流の値としてＩｐｄを出力する。一方、変換補正部１５０は、光電流値出力部１４０にて行われる変換の変換パラメータであるαおよびβを、上記式（４）に従い変更する。このように、変換補正部１５０は、光電流値出力部１４０の出力をフォトダイオード１１０が出力した光電流の真値を表す出力に近づけるように補正を行うことができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。図４に示すように、第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００は、少なくとも２つのフォトダイオード２１０と、光電流選択部２２０と、電流電圧変換部２３０と、アナログデジタル変換部２６０と、デジタル信号処理部２７０とを備え、光電流値出力部２４０と変換補正部２５０とが、デジタル信号処理部２７０に実現されている。
【００４７】
すなわち、第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００は、第１実施形態に係る光電流モニタ回路１００における光電流値出力部１４０と変換補正部１５０とをデジタル信号処理において実現した実施形態である。したがって、第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００におけるフォトダイオード２１０、光電流選択部２２０、および、電流電圧変換部２３０の構成は、第１実施形態と同様であると考えることができる。つまり、電流電圧変換部２３０の出力である電圧信号には、先述の式（１）に示されるように電流誤差の影響が含まれている。
【００４８】
アナログデジタル変換部２６０は、電流誤差の影響を含んだままの電流電圧変換部２３０の出力をデジタル信号に変換する。この変換されたデジタル信号は、式（１）に示されるＶｏｕｔの大きさを示す数値となっている。デジタル信号処理部２７０に実現された光電流値出力部２４０および変換補正部２５０は、先述の式（３）および式（４）に従い、Ｖｏｕｔの値からフォトダイオード２１０が出力した光電流の値を算出する。
【００４９】
第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００は、光電流値出力部２４０および変換補正部２５０をデジタル信号処理部２７０にて実現しているのでより柔軟な補正を行うことができる。
【００５０】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。図５に示すように、第３実施形態に係る光電流モニタ回路３００は、少なくとも２つのフォトダイオード３１０と、光電流選択部３２０と、電流電圧変換部３３０と、アナログデジタル変換部３６０と、デジタル信号処理部３７０とを備え、光電流値出力部３４０と変換補正部３５０と記憶部３８０とが、デジタル信号処理部３７０に実現されている。
【００５１】
すなわち、第３実施形態に係る光電流モニタ回路３００は、第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００に対して、記憶部３８０を追加した構成を有している。したがって、第３実施形態に係る光電流モニタ回路３００におけるフォトダイオード３１０、光電流選択部３２０、電流電圧変換部２３０、アナログデジタル変換部３６０、光電流値出力部３４０、および、変換補正部３５０の構成は、第２実施形態と同様であると考えることができる。
【００５２】
記憶部３８０は、光電流値出力部３４０における変換に用いる変換パラメータを格納している。記憶部３８０が格納している変換パラメータは、先述の式（４）に示されるαおよびβをテーブル化または関数化した複数の変換パラメータとすることができる。変換補正部３５０は、光電流モニタ回路３００の状態に従い適した変換パラメータを記憶部３８０から参照し、光電流値出力部３４０が用いる変換パラメータを修正する。
【００５３】
例えば、記憶部３８０は、光電流選択部３２０の温度に依存した変換パラメータを複数格納することができる。一般に、光電流選択部３２０における漏れ電流の大きさは、光電流選択部３２０の温度に依存する。図６は、光電流選択部における温度と漏れ電流の大きさとの関係を例示するグラフである。図６に示されるグラフでは、横軸を光電流選択部における温度とし、縦軸を光電流選択部における漏れ電流の大きさとし、温度と漏れ電流の大きさとの関係を示している。なお、図６に示されるグラフは、特定の光電流選択部３２０における温度と漏れ電流の大きさとの関係を示すものではないが、典型的な光電流選択部における温度と漏れ電流の大きさとの関係の傾向を示すものである。
【００５４】
図６のグラフから読み取れるように、光電流選択部３２０における漏れ電流の大きさは、光電流選択部３２０の温度が高くなるに従い、指数的に上昇する。なお、光電流選択部３２０の温度が１００℃のときに、漏れ電流の大きさはおよそ１ｎＡ程度となる。したがって、記憶部３８０に光電流選択部３２０の温度に依存した変換パラメータを複数格納しておき、変換補正部３５０が、光電流選択部３２０の温度に従い適した変換パラメータを記憶部３８０から参照し、光電流値出力部３４０が用いる変換パラメータを修正することで、回路内で生じる誤差電流の影響をより高精度に抑制することができる。
【００５５】
また、例えば、記憶部３８０は、光電流選択部３２０におけるチャンネルの選択に依存した変換パラメータを複数格納することができる。光電流選択部３２０における漏れ電流の大きさは、光電流選択部３２０におけるチャンネルの選択に依存することもある。また、光電流選択部３２０のチャンネルの選択によっては、フォトダイオード３１０から入力される光電流の大きさが顕著に異なることもある。また、フォトダイオード３１０から入力される光電流の大きさが変われば、電流電圧変換部３３０におけるゲインの設定を変更することもある。したがって、記憶部３８０に光電流選択部３２０のチャンネルの選択に依存した変換パラメータを複数格納しておき、変換補正部３５０が、光電流選択部３２０におけるチャンネルの選択に従い適した変換パラメータを記憶部３８０から参照し、光電流値出力部３４０が用いる変換パラメータを修正することで、回路内で生じる誤差電流の影響をより高精度に抑制することができる。
【００５６】
さらに、例えば、記憶部３８０は、フォトダイオード３１０が受光する光強度に依存した変換パラメータを複数格納することもでき、光電流選択部３２０または電流電圧変換部３３０における電源電圧に依存した変換パラメータを複数格納することもできる。変換補正部３５０が、これらの依存性に従い適した変換パラメータを記憶部３８０から参照し、光電流値出力部３４０が用いる変換パラメータを修正することで、回路内で生じる誤差電流の影響をより高精度に抑制することができる。
【００５７】
（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る光電流モニタ回路の概略構成を示す図である。図７に示すように、第４実施形態に係る光電流モニタ回路４００は、少なくとも２つのフォトダイオード４１０と、光電流選択部４２０と、電流電圧変換部４３０ａと、アナログデジタル変換部４６０ａと、電流複製部４８０と、第２の電流電圧変換部４３０ｂと、第２のアナログデジタル変換部４６０ｂと、デジタル信号処理部４７０とを備え、光電流値出力部４４０と変換補正部４５０と電流誤差算出部４９０とが、デジタル信号処理部４７０に実現されている。
【００５８】
すなわち、第４実施形態に係る光電流モニタ回路４００は、第２実施形態に係る光電流モニタ回路２００に対して、電流複製部４８０と、第２の電流電圧変換部４３０ｂと、第２のアナログデジタル変換部４６０ｂと、電流誤差算出部４９０とを追加した構成を有している。したがって、第４実施形態に係る光電流モニタ回路４００におけるフォトダイオード４１０、光電流選択部４２０、電流電圧変換部４３０ａ、アナログデジタル変換部４６０ａ、光電流値出力部４４０、および、変換補正部４５０の構成は、第２実施形態と同様であると考えることができる。
【００５９】
電流複製部４８０は、フォトダイオード４１０のうち、少なくとも１つのフォトダイオードから出力される光電流を複製する回路である。電流複製部４８０は、例えば、カレントミラー回路により実現することが可能である。
【００６０】
電流複製部４８０によって複製された光電流は、光電流選択部４２０を経由することなく、第２の電流電圧変換部４３０ｂへ入力される。第２の電流電圧変換部４３０ｂへ入力された当該光電流は、電圧信号に変換され、第２のアナログデジタル変換部４６０ｂにて、デジタル信号に変換される。なお、第２の電流電圧変換部４３０ｂは、電流電圧変換部４３０ａと同一の構成および設定であり、第２のアナログデジタル変換部４６０ｂは、アナログデジタル変換部４６０ａと同一構成および設定であることが好ましい。
【００６１】
電流誤差算出部４９０は、アナログデジタル変換部４６０ａからの出力と第２のアナログデジタル変換部４６０ｂからの出力とを比較するためのものである。上述のように、第２のアナログデジタル変換部４６０ｂからの出力は、光電流選択部４２０を経由することがないので、アナログデジタル変換部４６０ａからの出力と第２のアナログデジタル変換部４６０ｂからの出力とを比較すると、その差は光電流選択部４２０にて生じた電流誤差であることが解る。電流電圧変換部４３０ａと第２の電流電圧変換部４３０ｂとが同一の構成および設定でない場合、またはアナログデジタル変換部４６０ａと第２のアナログデジタル変換部４６０ｂとが同一構成および設定でない場合、アナログデジタル変換部４６０ａからの出力と第２のアナログデジタル変換部４６０ｂからの出力との差には、電流電圧変換部４３０ａと第２の電流電圧変換部４３０ｂとの差またはアナログデジタル変換部４６０ａと第２のアナログデジタル変換部４６０ｂとの差が含まれ得るが、電流誤差算出部４９０は、これらの差も含めて電流誤差を算出する。
【００６２】
このように、電流誤差算出部４９０は、アナログデジタル変換部４６０ａからの出力と第２のアナログデジタル変換部４６０ｂからの出力とを比較することにより、光電流選択部４２０にて生じた電流誤差を算出し、その結果を変換補正部４５０に受け渡す。
【００６３】
変換補正部４５０は、電流誤差算出部４９０によって得られた光電流選択部４２０にて生じた電流誤差に基づいて上述の式（４）の変換パラメータ（Ｉｌｅａｋ）を調整し、光電流値出力部４４０における変換パラメータを修正する。
【００６４】
以上の構成によって、第４実施形態に係る光電流モニタ回路４００は、光電流選択部４２０にて生じた電流誤差を逐次算出し、その結果を光電流値出力部４４０における変換パラメータに反映することができるので、回路内で生じる誤差電流の影響をより高精度に抑制することができる。
【００６５】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。例えば、第３の実施形態における記憶部３８０を第４実施形態に係る光電流モニタ回路４００にさらに備えることなどによって、さらなる実施形態を導くことが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００，２００，３００，４００  光電流モニタ回路
１１０，２１０，３１０，４１０  フォトダイオード
１２０，２２０，３２０，４２０  光電流選択部
１２１  ＮＭＯＳ
１２２  ＰＭＯＳ
１２３  インバータ
１２４〜１２７  保護ダイオード
１３０，２３０，３３０，４３０ａ，４３０ｂ  電流電圧変換部
１４０，２４０，３４０，４４０  光電流値出力部
１５０，２５０，３５０，４５０  変換補正部
２６０，３６０，４６０ａ，４６０ｂ  アナログデジタル変換部
２７０，３７０，４７０  デジタル信号処理部
３８０  記憶部
４８０  電流複製部
４９０  電流誤差算出部
【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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【図７】
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