(57)【要約】【課題】入射光のＮＡの変化に対応でき、消費電力の低減を図ることができる簡素な構成の光受信装置を提供する。【解決手段】受光面の受信光軸上にＬＤ用の第１受光素子（３）を、その周りを同心円状に取り囲むようにＬＥＤ用の第２受光素子（４）を夫々配設する。第１受光素子（３）の出力信号を増幅する第１増幅部（５）と、第２受光素子（４）の出力信号を増幅する第２増幅部（６）を設け、各増幅部（５，６）の出力信号によりその受光素子（３，４）に光入力があったか否かを検出する第１，第２検出部（７，８）を設ける。各検出部からの検出信号に基き、スイッチ部（９）をして光入力があった受光素子に属する増幅部（５，６）からの出力信号を選択的に出力せしめるスイッチ制御部（１０）を設け、スイッチ部を経る出力信号を加算部（１１）で加算して最終信号として出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子と、
上記各受光素子の夫々に対応して設けられ、上記各受光素子からの出力信号を増幅する増幅手段と、
上記各増幅手段の出力信号を検出する検出部と、
この検出部からの検出信号に基づいて、上記各増幅手段からの入力信号を選択的に出力する出力選択手段を備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項２】
請求項１の光受信装置において、上記増幅手段は、上記各受光素子からの出力信号を増幅する各前置増幅部と、この各前置増幅部の出力信号を増幅する各主増幅部とからなり、上記検出部は、上記各主増幅部からの出力信号を検出することを特徴とする光受信装置。
【請求項３】
請求項１の光受信装置において、上記増幅手段は、上記各受光素子からの出力信号を増幅する各前置増幅部と、この各前置増幅部の出力信号を増幅する各主増幅部とからなり、上記検出部は、上記各前置増幅部からの出力信号を検出することを特徴とする光受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光受信装置において、上記出力選択手段は、上記検出部からの検出信号に基づいて、上記増幅手段への給電をオン・オフするイネーブル部であることを特徴とする光受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光受信装置において、上記出力選択手段から出力される信号を加算して出力する加算手段を更に備えたことを特徴とする光受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光受信装置において、上記複数の受光素子は、受信光軸を受光領域に含む少なくとも１つの受光素子と、この受光素子に隣接して配設される受光素子からなることを特徴とする光受信装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光受信装置において、上記複数の受光素子は、受信光軸を中心にもつ同心円状に配置されていることを特徴とする光受信装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光受信装置において、上記検出部は、受信光軸を受光領域に含まない受光素子の出力信号を増幅する上記増幅手段の出力信号を検出することを特徴とする光受信装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光受信装置において、上記出力選択手段は、受信光軸を受光領域に含む受光素子の出力信号を増幅する上記増幅手段の出力を必ず選択するようになっていることを特徴とする光受信装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光受信装置において、上記検出部は、上記各受光素子の受光光量を検出するようになっていることを特徴とする光受信装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の光受信装置において、通信内容に基づいて上記出力選択手段が制御されるようになっていることを特徴とする光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信信号を受信する光受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の大容量化・通信速度の高速化に伴い、情報の伝送手段として光通信が多用される傾向にあり、今後は家庭内での諸機器の相互通信およびネットワーク化が進むものと予測される。
通常、光通信における光伝送媒体には光ファイバが用いられるが、屋外の通信幹線系に高価なガラスファイバが用いられるのに対して、家庭内など使用範囲が狭い場合は、ガラスファイバよりも格段に安価なプラスチックファイバが用いられる。プラスチックファイバは、コアの径が１ｍｍ程度と大きく、光学部品との光軸調整も簡単であるため、送受信装置が安価に作れるという長所を持つ反面、光の損失が大きく長距離の通信には不向きである。例えば、製造コストの安価なステップインデックス形ファイバは、伝送モードがマルチモードであるため、ファイバとしての信号帯域が狭い等の短所があるが、これら短所は、家庭内での通信用途なら許容できる範囲とされる。
【０００３】
一方、光送受信装置の光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）またはＬＤ（レーザダイオード）が多く用いられる。一般に、ＬＤはＬＥＤに比べて光変調帯域が広いため、ＬＤを光源とした方が、ＬＥＤを光源とする場合よりも高速な通信が可能となる。しかし、どの光源を用いるかは、使用する通信規格で決定される。
通信規格は、技術の進歩に伴い、過去に規定された通信規格が改良されて、さらに高速な通信が可能な上位の通信規格が定められるが、その際、利便性の観点から過去の通信規格に対応した通信装置とも通信できるように互換性のある規格になることが多い。斯かる場合、上位規格に対応する通信装置は、下位規格に対応する装置に対する互換性が要求される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２０３６３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通信規格が、下位規格の光源にＬＥＤ、上位規格の光源にＬＤを夫々指定する場合、下位，上位両規格に対応する送受信装置では、光源にＬＤが用いられる。なぜなら、下位規格のために別途ＬＥＤを設けると、構造が複雑になり、コストが上昇し、装置の小型化が図れないので、単一光源をＬＤとして共用するためである。
上記送受信装置は、図７（Ａ）に示され、ＬＤ５５から発せられたレーザ光をＬＤ用の集光レンズ５６によってファイバ５４の一端に集光，入射させる第１送信装置５１と、このファイバ５４を伝播して他端から出射するレーザ光を集光レンズ５９によって受光面上の受光素子６０に集光して、検出する受信装置５３、および図７（Ｃ）に示され、ＬＥＤ５７から発せられた光をＬＥＤ用の集光レンズ５８でファイバ５４の一端に集光，入射させる第２送信装置５２と、このファイバ５４を伝播して他端から出射する光を受光，検出する上述と同じ受信装置５３からなる。
上記ファイバ５４は、伝播モードがマルチモードである前述のステップインデックス形ファイバであるため、他端から出射される光のＮＡ（開口数）は、ファイバ５４のもつ構造ＮＡで制限されるものの、ファイバ長が１０ｍ未満と短いので、構造ＮＡよりも大きいＮＡの入射光がファイバ内で十分減衰されずに他端から出射され、結果として構造ＮＡよりも大きくなる。
【０００６】
そのため、上記従来の送受信装置では、次のような問題が生じる。
受信装置５３は、図７（Ａ）に示すように光源にＬＤ５５をもつ第１送信装置５１と、図７（Ｃ）に示すように光源にＬＥＤ５７をもつ第２送信装置５２とに共用されるが、ＬＥＤ５７から発せられる光は、ＬＤ５５から発せられる光に比してｉ）発光面が広く  ｉｉ）光の拡がり角度が大きいため、第２送信装置５２からファイバ５４に入射する光のＮＡが、第１送信装置５１から入射する光のＮＡよりも大きくなり、大きいＮＡ成分の光もファイバ５４を経て伝播され、受信装置５３へ出射される。
【０００７】
図７（Ｂ），（Ｄ）は、夫々受信装置５３が第１送信装置５１，第２送信装置５２と通信した場合の受光面での集光領域を示しており、第１送信装置５１のＬＤ５５からの光は、矩形で示す受光素子６０の受光範囲内の領域に集光されるのに対して、第２送信装置５２のＬＥＤ５７からの光は、矩形で示す受光素子６０の受光範囲外の領域にも集光される。これは、送信装置５２との通信では、ファイバ５４からの出射光線のＮＡが大きくなることに起因している。つまり、受信装置５３の光学系が、送信装置５１，５２に共通に使用されているため、送信装置５２との通信では、ファイバ５４からの出射光を十分集光できないからであり、ＬＥＤ５７を光源とする送信装置５２に対しては、通信に必要な光量が受光できないという問題が生じる。
同様の問題は、ＬＥＤ５７を光源とする送信装置５２に受信装置５３を最適化した場合にも生じ、その場合は、ＬＤ５５を光源とする送信装置５１からの受光が問題になる。さらに、この問題は、コア径が大きく伝播モード数が大きいプラスチックファイバを用いる場合、更に顕著になる。
【０００８】
この問題の改善策として、ｉ）受光素子の受光領域を広げる  ｉｉ）受光信号の増幅率を上げる  ｉｉｉ）送信装置の光源に応じた光学系を設けるなどの方法が考えられる。
しかし、ｉ）の方法は、受光領域を広げると、光源の如何に拘らず受光量を増加できるが、受光素子のもつ寄生容量も増大し、結果的に受光素子の信号帯域が狭まるため、高速通信に適用できなくなり、ｉｉ）の方法は、受光信号の増幅率が高まるに伴って、雑音も増幅され、Ｓ／Ｎ比が改善されず、ｉｉｉ）の方法は、構造が複雑になって、コスト低減と小型化が図れないという問題が生じる。
ファイバ５４から受信装置５３への出射光のＮＡの変動は、上述の光源の相違によるのみならず、ファイバの長さや材質、送信装置の光源や光学系の光学特性、およびこれらの製品のバラツキなど様々な要因で生じ、いずれの場合も上述と同様の問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で受光側ファイバの出射端のＮＡの変化に対応でき、かつ、消費電力の低減を図ることができる光受信装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の光受信装置は、複数の受光素子と、上記各受光素子の夫々に対応して設けられ、上記各受光素子からの出力信号を増幅する増幅手段と、上記各増幅手段の出力信号を検出する検出部と、この検出部からの検出信号に基づいて、上記各増幅手段からの入力信号を選択的に出力する出力選択手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明の光受信装置では、ファイバ端からの入射光のＮＡの変化に応じた受光面の集光位置に複数の受光素子を配置することによって、送信側の光源の違いのみならず、ファイバ長さ、ファイバ材質、送信装置の光源および光学系の光学特性、並びにこれらの製品バラツキなど様々な要因で変動する集光位置で適切な受光ができ、また、集光領域が広い場合でも、複数の受光素子を用いることにより１素子当りの受光面積を小さくでき、寄生容量の増加を抑えて受光素子の信号帯域を確保することができる。
【００１２】
１実施形態の光受信装置は、上記増幅手段が、上記各受光素子からの出力信号を増幅する各前置増幅部と、この各前置増幅部の出力信号を増幅する各主増幅部とからなり、上記検出部が、上記各主増幅部からの出力信号を検出することを特徴とする。
【００１３】
上記実施形態では、前置増幅部出力が検出できないほど小さい場合、後段の主増幅部からの出力を主増幅検出部で検出することによって、各受光素子への光の入射の有無を検出できる。また、複数の各受光素子に属する前置増幅部および主増幅部を設けているので、増幅部を複数用いて帯域を落とさずに信号を増幅することができる。
【００１４】
１実施形態の光受信装置は、上記増幅手段が、上記各受光素子からの出力信号を増幅する各前置増幅部と、この各前置増幅部の出力信号を増幅する各主増幅部とからなり、上記検出部が、上記各前置増幅部からの出力信号を検出することを特徴とする。
【００１５】
上記実施形態では、複数の各受光素子に属する前置増幅部および主増幅部を設けているので、増幅部を複数用いて帯域を落とさずに信号を増幅することができる。
【００１６】
１実施形態の光受信装置は、上記出力選択手段が、上記検出部からの検出信号に基づいて、上記増幅手段への給電をオン・オフするイネーブル部であることを特徴とする。
【００１７】
上記実施形態では、出力選択手段であるイネーブル部が、検出部の検出信号に基づいて、検出信号が小さくて入射光量が小さいと判断した受光素子の出力信号を増幅する主増幅部への給電をオフするので、不要な電力の浪費が無くなって省エネルギを図ることができる。
【００１８】
１実施形態の光受信装置は、上記出力選択手段から出力される信号を加算して出力する加算手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記実施形態では、各受光素子に対応して設けた増幅手段により帯域を落とさずに信号を増幅でき、かつ、複数の受光素子の増幅された受光信号を加算できるので、受光出力レベルを確保し易い。
【００２０】
１実施形態の光受信装置は、上記複数の受光素子が、受信光軸を受光領域に含む少なくとも１つの受光素子と、この受光素子に隣接して配設される受光素子からなることを特徴とする。
【００２１】
上記実施形態では、最も受光量の多い受信光軸とそれに隣接する領域で受信するので、効率よく受信することができる。
【００２２】
１実施形態の光受信装置は、上記複数の受光素子が、受信光軸を中心にもつ同心円状に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
上記実施形態では、ファイバ端からの入射光が通常は円状であるから、同心円状の受光素子配置にすることによって、最も受光量の多い受信光軸とそれを環状に取り囲む領域で受信して、より効率よく受信することができるとともに、受光光学系の設計が容易になる。
【００２４】
１実施形態の光受信装置は、上記検出部が、受信光軸を受光領域に含まない受光素子の出力信号を増幅する上記増幅手段の出力信号を検出することを特徴とする。
【００２５】
上記実施形態では、受信光軸上に配置される受光素子は必ず受光するというような光学設計である場合、受信光軸上に配置される受光素子の受光信号は必ず出力すればよく、この受光素子に属する検出部からの検出信号に基づく出力の選択制御は不要なので、この検出部を省略でき、回路構成を簡単にすることができる。
【００２６】
１実施形態の光受信装置は、上記出力選択手段が、受信光軸を受光領域に含む受光素子の出力信号を増幅する上記増幅手段の出力を必ず選択するようになっていることを特徴とする。
【００２７】
上記実施形態では、出力選択手段が、受信光軸を受光領域に含む受光素子に属する上記増幅手段の出力を必ず選択するので、この受光素子に属する検出部からの検出信号に基づく出力の選択制御は不要なので、この検出部を省略でき、回路構成を簡単にすることができる。
【００２８】
なお、上記検出部の検出信号によって複数の受光素子の受光状態が判り、受光中の（例えばＬＤ，ＬＥＤからの）光信号に係る送信側の送信速度が判断できるから、この送信速度と同じ通信速度に光受信装置を制御することができ、通信上で通信速度を確認する煩雑さをなくすことができる。
【００２９】
１実施形態では、上記検出部の検出結果に基づいて、送信速度を制御する。
【００３０】
１実施形態の光受信装置は、上記検出部が、上記各受光素子の受光光量を検出するようになっていることを特徴としている。
【００３１】
上記実施形態では、検出部が、受光素子の受光信号を所定の基準レベルと比較するのでなく、受光信号から受光光量を検出するので、送信側の光源や受光素子の経年変化で受光レベルが低下しても、受光の有無を正確に判断でき、出力選択手段等の制御精度を向上させることができる。
【００３２】
１実施形態の光受信装置は、通信内容に基づいて上記出力選択手段が制御されるようになっていることを特徴とする。
【００３３】
上記実施形態では、例えば通信プロトコルによって通信内容から通信速度が判るような場合、この通信速度に適合するように出力選択手段を制御して、最適な受光素子を選択することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明による光受信装置の第１実施形態の概略側面図および受光面の正面図であり、図２は、上記第１実施形態の回路図である。
【００３５】
この光受信装置は、一端にファイバ５４の出射端が接続される本体１内に、上記出射端から出射される光を集光するレンズ２と、このレンズ２の結像面の光軸上に中心を位置させて配設された小径の第１受光素子３と、この第１受光素子３を取り囲むように同心円で環状に配設された第２受光素子４とを収容して構成される。第１受光素子３は、ＬＤを光源にもつ送信装置から発せられファイバ５４の出射端から実線で示す光路を経て小径円で結像するＮＡの小さい（以下、低ＮＡと称す）レーザ光を受光し、第２受光素子４は、ＬＥＤを光源にもつ送信装置から発せられ、上記出射端から破線で示す光路を経て大径円で結像するＮＡの大きい（以下、高ＮＡと称す）光を小径円の外側の環状領域で受光する。
【００３６】
この第１実施形態では、第１，第２受光素子３，４を受光軸を中心にして同心円状に配設し、結像域の狭い低ＮＡの光を第１受光素子３で、結像域の広い高ＮＡの光を第２受光素子４で捕らえるので、ＬＤ，ＬＥＤの両光源に対応でき、また、ファイバの長さや材質、送信装置の光学系の光学特性、およびこれらの部材のバラツキなど様々な要因によるＮＡの変化に対応することができる。
また、広い領域に結像した光を受光する場合、複数の受光素子３，４を用いることによって、１受光素子当りの受光面積を小さくでき、受光素子の信号帯域を確保できる。
なお、上記第１実施形態では、単一レンズを用い、その光軸上に受光素子を配設して集光したが、他の光学部品を異なった形態で配置して集光することもできる。
【００３７】
上記光受信装置は、図２の回路図に示すように、図１で述べた第１，第２受光素子３，４と、各受光素子３，４の夫々に対応して、各受光素子からの出力信号を増幅する増幅手段としての第１，第２増幅部５，６と、第１，第２増幅部５，６からの出力信号を検出する検出部としての第１，第２検出部７，８と、第１，第２検出部７，８からの検出信号に基づいて、第１，第２増幅部５，６からの入力信号を選択的に出力する出力選択手段としてのスイッチ部９およびスイッチ制御部１０と、出力選択手段であるスイッチ部９から出力される信号を加算して出力する加算手段としての加算部１１で構成される。
つまり、光源にＬＤをもつ送信装置から発せられた光信号は、第１受光素子３で受光されて電流信号に変換され、第１増幅部５で電圧信号に変換されて増幅され、スイッチ部９に出力されるとともに、第１検出部７で予め定められた基準電圧レベルと比較され、基準電圧レベルに対する大，小に応じて、光入力信号有り，無しの検出信号がスイッチ制御部１０に出力される。一方、光源にＬＥＤをもつ送信装置から発せられた光信号は、第２受光素子４で受光されて電流信号に変換され、第２増幅部６で電圧信号に変換されて増幅され、スイッチ部９に出力されるとともに、第２検出部８で予め定められた基準電圧レベルと比較され、基準電圧レベルに対する大，小に応じて、光入力信号有り，無しの検出信号がスイッチ制御部１０に出力される。
【００３８】
スイッチ制御部１０は、第１，第２検出部７，８からの検出信号に基づいて、スイッチ部９に切換制御信号を送り、スイッチ部９をして、第１，第２増幅部５，６からの入力信号を表１に示すように選択出力せしめる。そして、スイッチ部９からの出力信号は、加算部１１で加算され、加算結果の信号が光受信装置の出力として出力される。
【００３９】
【表１】
2004165968.tif 000003
【００４０】
上記第１実施形態の光受信装置の動作は、次のとおりである。
まず、ファイバ５４の出力端からの光が、結像面つまり受光面の第１受光素子３および第２受光素子４の領域に集光した場合、第１受光素子３は光信号を電流信号に変換し、第１増幅部５は電流信号を電圧信号に変換・増幅して第１検出部７およびスイッチ部９に出力する一方、第２受光素子４は同様の光／電流変換を、第２増幅部６は同様の電流／電圧変換・増幅を行なって第２検出部８およびスイッチ部９に信号を出力する。第１，第２検出部７，８は、夫々の入力信号が基準電圧レベルに達しているので、いずれも光入力有りの検出信号をスイッチ制御部１０に出力し、これを受けたスイッチ制御部１０は、表１の「両検出部で光入力有り」に該当するので、スイッチ部９に制御信号を送って、第１増幅部５と第２増幅部６の両方からの入力信号を出力させる。スイッチ部９からの両出力信号は、加算部１１で加算され、これが光受信装置の出力信号として出力される。
【００４１】
次に、ファイバ５４の出力端からの光の殆どが、受光面の第１受光素子３の領域に集光した場合、第１受光素子３からの電流信号は第１増幅部５で電流／電圧変換・増幅されて第１検出部７およびスイッチ部９に入力され、第１検出部７の入力信号は基準電圧レベルに達しているので、スイッチ制御部１０に光入力有りの検出信号が出力される。一方、第２受光素子４からの電流信号は、第２増幅部６で電流／電圧変換・増幅されて第２検出部８に入力されるが、第２受光素子４は、殆ど光を受けていないので電流信号は微弱なため、第２検出部８で入力信号が基準電圧レベルに達せず、スイッチ制御部１０に光入力信号無しの検出信号が出力される。スイッチ制御部１０は、表１の「第１検出部のみで光入力有り」に該当するので、スイッチ部９に制御信号を送って、第１増幅部５からの入力信号のみを加算部１１へ出力させる。
【００４２】
さらに、ファイバ５４の出力端から光が入射しない場合は、第１，第２検出部７，８の両方からスイッチ制御部１０に光入力無しの検出信号が出力されるので、スイッチ制御部１０は、表１の「両検出部で光入力無し」に該当するので、スイッチ部９に制御信号を送って、第１，第２増幅部４，５のいずれからの入力信号も加算部１１へ出力させない。
なお、受信光軸上に配置される第１受光素子３は必ず受光するというような光学設計である場合には、第１検出部７による第１増幅部の出力の選択制御は不要なので、スイッチ制御部１０で少なくとも第１増幅部５からの入力を出力するように設定しておけば良く、第１検出部７を省略して回路構成を簡単にすることができる。
【００４３】
図３は、本発明による光受信装置の第２実施形態を示す回路図である。
この光受信装置は、図２の第１実施形態の第１，第２増幅部５，６を第１，第２前置増幅部１３，１４とし、この第１，第２前置増幅部１３，１４とスイッチ部９の間に夫々第１主増幅部１５，第２主増幅部１６を設けて、受光素子３，４からの比較的微弱な出力信号を夫々２段で増幅して、出力信号帯域を狭めることなく所望のレベルの電圧信号を得るようにした点のみが第１実施形態と異なる。第１検出部７が第１前置増幅部１３からの、第２検出部８が第２前置増幅部からの出力信号を検出して、夫々の検出信号をスイッチ制御部１０に出力する点は、第１実施形態と同じである。従って、第１実施形態と同じ部材には、同一番号を付して、説明を省略する。なお、図３の第１，第２前置増幅部１３，１４と第１，第２主増幅部１５，１６とで請求項２の増幅手段を構成し、スイッチ部９とスイッチ制御部１０とで、請求項２の出力検出手段を構成している。
【００４４】
上記第２実施形態の光受信装置の動作は、ＬＤからの光を受ける第１受光素子３の出力信号が、第１前置増幅部１３，第１主増幅部１５により２段で増幅され、ＬＥＤからの光を受ける第２受光素子４の出力信号が、第２前置増幅部１４，第２主増幅部１６により２段で増幅される点のみが第１実施形態と異なる。従って、第１前置増幅部１３からの出力信号を検出する第１検出部７および第２前置増幅部１４からの出力信号を検出する第２検出部８からの検出信号を受けるスイッチ制御部１０は、表１と同様の表２に従って、第１，第２主増幅部１５，１６の出力選択を行なう。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
即ち、ファイバ５４の出力端からの光が、第１受光素子３および第２受光素子４の領域に集光した場合は、第１主増幅部１５と第２主増幅部１６の両方の出力信号がスイッチ部９を経て加算部１１で加算され、これが光受信装置の出力信号として出力され、ファイバ５４の出力端からの光の殆どが、第１受光素子３の領域に集光した場合は、第１主増幅部１５の出力信号のみがスイッチ部９および加算部１１を経て出力信号として出力され、ファイバ５４の出力端から光が入射しない場合は、第１，第２主増幅部１５，１６のいずれの出力信号も加算部１１から出力されない。
なお、受信光軸上に配置される第１受光素子３は必ず受光するような光学設計の場合は、第１実施形態と同様に第１検出部７を省略して回路構成を簡単にできる。
この第２実施形態では、受光信号を２段で増幅するようにしているので、第１，第２受光素子３，４が受ける光信号が微弱でも、出力信号帯域を狭めることなく所望のレベルの電圧信号を得ることができるという利点がある。
【００４７】
図４は、本発明による光受信装置の第３実施形態を示す回路図である。
この光受信装置は、スイッチ部９とスイッチ制御部１０からなる第２実施形態（図３）の出力選択手段に代えて、電源１２からの給電を断続する第１，第２イネーブル部１５，１６で請求項４の出力選択手段を構成した点のみが異なるので、第２実施形態と同じ部材には、同一番号を付して説明を省略する。
上記第１イネーブル部１７は、第１検出部７からのＬＤによる光入力有りとの検出信号を受けたとき、電源１２から第１主増幅部１５へ電力を供給する一方、光入力無しとの検出信号を受けたとき、電力の供給を停止する。また、第２イネーブル部１８は、第２検出部８からのＬＥＤによる光入力有りとの検出信号を受けたとき、電源１２から第２主増幅部１６へ電力を供給する一方、光入力無しとの検出信号を受けたとき、電力の供給を停止する。
【００４８】
上記第３実施形態の光受信装置は、次のように動作する。
まず、ファイバ５４の出力端からの光が、第１受光素子３および第２受光素子４の領域に集光した場合、第１検出部７から第１イネーブル部１５へ、第２検出部８から第２イネーブル部１６へ夫々光入力有りの検出信号が出力され、各検出信号によって第１イネーブル部１７は電源１２から第１主増幅部１５へ、第２イネーブル部１８は電源１２から第２主増幅部１６へ電力を供給させる。従って、第１，第２主増幅部１５，１６からの増幅された各電圧信号が加算部１１で加算されて、出力信号として出力される。
次に、ファイバ５４の出力端からの光の殆どが、第１受光素子の領域に集光した場合、第１検出部７からの光入力有りの検出信号で、第１イネーブル部１７は、電源１２からの電力を第１主増幅部１５に供給するが、第２検出部８は光入力無しの検出信号を出力するので、第２イネーブル部１８は、電源１２から第２主増幅部への電力供給を停止する。従って、第１主増幅部１５からの電圧信号のみが加算部１１を経て出力信号として出力される。
【００４９】
さらに、ファイバ５４の出力端から光が入射しない場合は、第１，第２検出部７，８が共に光入力無しの検出信号を出力するので、第１主増幅部１５は第１イネーブル部１７により、第２主増幅部１６は第２イネーブ部１８により電源１２からの電力供給を断たれる。従って、加算部１１から出力信号は出力されない。
上記第３実施形態の光受信装置では、スイッチ部９が省略できるうえ、不要な電力の消費が無くなって省エネルギを図ることができるという利点がある。
また、受信光軸上に配置される第１受光素子が必ず受光するような光学設計にすれば、第１，２実施形態の場合と同様、第１検出部７を省略して回路構成を簡単にできるという利点がある。
【００５０】
図５は、本発明による光受信装置の第４実施形態を示す回路図である。
この光受信装置は、図３の第２実施形態の第１検出部７を第１主増幅部１５の後段に、第２検出部８を第２主増幅部１６の後段に夫々設けて、請求項２に記載のように、第１，第２前置増幅部１３，１４からの出力信号が微弱で光入力の有無が検出できない場合に対応させたものであり、この点を除いて図３と同じ構成であるので、同じ部材には同一番号を付して説明を省略する。
【００５１】
上記第４実施形態の光受信装置は、第１，第２検出部７，８の検出位置が第１，第２前置増幅部１３，１４から第１，第２主増幅部１５，１６の出力側に変わっただけで、その検出信号に基くスイッチ制御部１０による出力選択は、表２で述べた第２実施形態（図３）と異ならないので、第２実施形態と同様に動作するから、動作説明は省略する。
この光受信装置は、第１，第２前置増幅部１３，１４からの出力信号が微弱な場合でも、ＬＤおよびＬＥＤからの光入力の有無を検出して、出力選択ができるという利点がある。また、受信光軸上に配置される第１受光素子３が必ず受光するような光学設計にすれば、第２実施形態と同様、第１検出部７を省略して回路構成を簡単にできる。
【００５２】
上記第１〜第４実施形態の第１受光素子３と第２受光素子４は、図１（Ｂ）に示すように、送信側の発光素子がＬＤの場合は、ファイバ５４の出力端でのＮＡが小さいので、外側の環状の第２受光素子４には光信号が入らず、送信側の発光素子がＬＥＤの場合は、上記ＮＡが大きいので、上記第２受光素子４にも光信号が入る。そこで、この光信号の入力の有無を検出する第１，第２検出部３，４の検出信号に基いてスイッチ制御部１０によって、表３の右列の如く送信側の発光素子の種類を判別させることができる。そして、通常、ＬＥＤの方がＬＤよりも通信速度が遅いので、上記判別結果に応じて、請求項１０に記載のように光受信装置が通信速度を制御するように構成することができる。
【００５３】
【表３】
2004165968.tif 000005
【００５４】
上記第１〜第４実施形態では、第１，第２検出部７，８が、入力電圧信号を予め定められた基準電圧レベルと比較して、基準電圧レベルに対する大，小に応じて、光入力信号有り，無しを判別するようにしたが、入力電圧信号を直接Ａ／Ｄ変換するなどして、請求項１０に記載のように受光光量を直接検出するようにもできる。そうすれば、送信側の発光素子の出力や受光素子の出力が、経年変化などで低下した場合でも、受光光量が零か否かで光入力の有無を正確かつ確実に判別することができ、より精度の高い制御ができるという利点がある。
【００５５】
さらに、上記第１，第２，第４実施形態では、出力選択手段を、第１，第２増幅部５，６、第１，第２前置増幅部１３，１４または第１，第２主増幅部１５，１６からの出力信号に基づいて第１，第２検出部７，８から出力される光入力の有無を表わす検出信号に応じて、スイッチ制御部１０によって第１，第２増幅部５，６あるいは第１，第２主増幅部１５，１６からの入力信号を選択的に出力させるように構成した。また、第３実施形態では、出力選択手段を、上記検出信号に基いて、電源１２から第１，第２主増幅部１５，１６への給電をオン・オフする第１，第２イネーブル部１７，１８で構成した。
しかし、請求項１１に記載のように、通信内容から通信速度が確認できるような通信プロトコルを用いて通信が行なわれる場合は、第１，第２検出部７，８を省略し、通信プロトコルから判定される通信速度に応じてスイッチ制御部１０または第１，第２イネーブル部１７，１８により出力選択制御を行なわせることもできる。
【００５６】
上記実施形態では、第１，第２受光素子３，４を図１（Ｂ）に示すように同心円状に配置したが、受光面における集光領域は、送信側の光源の相違、ファイバの長さや材質、送信側および受信側光学系の光学特性、およびこれらの製品のバラツキなど様々な要因で変化する。従って、ある要因による集光領域の変化が、例えば図６（Ａ）に示す各円内の領域２１，２２，２３である場合は、受光素子３１，３２，３３を図６（Ｂ）のように互いに隣接させて配置し、集光領域に応じて各受光素子の受光信号を表４に示すように選択・加算して光受信装置の出力とすることができる。
【００５７】
【表４】
2004165968.tif 000006
【００５８】
つまり、本発明の光受信装置に用いる受光素子の配置は、同心円状に限られず、素子数も２，３個に制限されない。
【００５９】
上記第１，第２，第４実施形態では、出力選択手段として、スイッチ制御部１０を設けたが、これに代えて第１，第２検出部７，８からの検出信号を光受信装置全体を制御するＣＰＵに入力して、このＣＰＵによって出力選択の判断を行ない、判断結果に基いてスイッチ部９を切換制御させてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明の光受信装置は、複数の受光素子と、各受光素子の夫々に対応して設けた増幅手段と、各増幅手段の出力を検出する検出部と、個の検出部からの検出信号に基いて各増幅手段からの入力信号を選択的に出力する出力選択手段を備えているので、入射光のＮＡの変化に応じた集光位置に複数の受光素子を配置して、送信側光源の種類など種々の要因で変動する集光位置で適切な受光ができ、集光領域が広くても１素子当たりの受光面積を小さくでき、寄生容量の増加を抑えて受信信号帯域を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光受信装置の第１実施形態の概略側面図および受光面の平面図である。
【図２】上記第１実施形態の回路図である。
【図３】本発明による光受信装置の第２実施形態の回路図である。
【図４】本発明による光受信装置の第３実施形態の回路図である。
【図５】本発明による光受信装置の第４実施形態の回路図である。
【図６】本発明の他の実施形態による受光領域および受光素子の配置を示す平面図である。
【図７】ＬＤ，ＬＥＤを光源とする光通信に用いられる従来の送受信装置を示す側面図および受信装置の受光面を示す平面図である。
【符号の説明】
１  本体
２  レンズ
３  第１受光素子（ＬＤ用）
４  第２受光素子（ＬＥＤ用）
５  第１増幅部
６  第２増幅部
７  第１検出部
８  第２検出部
９  スイッチ部
１０  スイッチ制御部
１１  加算部
１２  電源
１３  第１前置増幅部
１４  第２前置増幅部
１５  第１主増幅部
１６  第２主増幅部
１７  第１イネーブル部
１８  第２イネーブル部
２１，２２，２３  集光領域
３１，３２，３３  受光素子
５４  ファイバ
【図１】
2004165968.tif 000007
【図２】
2004165968.tif 000008
【図３】
2004165968.tif 000009
【図４】
2004165968.tif 000010
【図５】
2004165968.tif 000011
【図６】
2004165968.tif 000012
【図７】
2004165968.tif 000013