(57)【要約】  【課題】  従来のＬＥＤ素子を発光源とする送信部では、特に信号（点灯）の立下がり時に蓄積キャリアが残余し信号がなくなった状態でも発光が残り、これにより入力信号に設定された時間より長い間隔を信号間に設定する必要を生じ、低速化する問題があった。  【解決手段】  本発明により、送信部に対して入力信号が入力される入力端には、正位相出力端子と負位相出力端子を有する差動増幅器を設け、第三トランジスタには一端を電源に接続されたＬＥＤの他端が接続されており、第二トランジスタには適宜の一端を電源に接続されベースを負位相出力端子に接続される第四トランジスタが接続されており、第二トランジスタと第四トランジスタとの接続点と第二トランジスタとＬＥＤとの接続点との間には入力信号の立下がり部によりＬＥＤに対し逆バイアスを印加する第二のコンデンサが接続されている光通信の送信部とすることで課題を解決する。【選択図】    図１
2007005618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤの発光を入力信号により強弱させ、この光の点滅をもって通信を行う光通信の送信部において、前記送信部に対して前記入力信号が入力される入力端には、正位相出力端子と負位相出力端子を有する差動増幅器を設け、該差動増幅器の前記正位相出力端子には、この差動増幅器に前記入力信号の立上がり部により導通する第一トランジスタと、第二トランジスタと、第三トランジスタとがベースを共通に接続されて設けられ、前記正位相出力端子と前記第一トランジスタのベースとの間には、前記入力信号の立上がり部によりピーキング波形を形成する第一コンデンサと抵抗器とが接続されており、前記第三トランジスタには適宜の一端を電源に接続されたＬＥＤの他端が接続されており、前記第二トランジスタには適宜の一端を電源に接続されベースを前記負位相出力端子に接続される第四トランジスタが接続されており、前記第二トランジスタと第四トランジスタとの接続点と前記第二トランジスタとＬＥＤとの接続点との間には前記入力信号の立下がり部により前記ＬＥＤに対し逆電流を印加する第二のコンデンサが接続されていることを特徴とする光通信の送信部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば近年のオーディオ機器、ビデオ機器、コンピュータ機器などにも採用されている光通信用機器に関するものであり、詳細には、例えば、光ファイバーである伝送路に光を入力するときに、光を上記の信号で変調するときに用いられる送信部の構成に係るものである。
【０００２】
尚、従来においては、上記のように光をデジタル信号などで変調を行う際には、発光素子として応答速度に優れる半導体レーザー素子を用い、この半導体レーザー素子を直接に上記デジタル信号などで駆動することで１ＧＨｚ程度の速度での通信は容易であり、例えば上記した機器になどが要求する通信速度が充分に得られるものであった。
【０００３】
しかしながら、上記したように一般家庭でも使用される可能性が多い機器に半導体レーザー素子を伝送路が接続できる状態で取付けると、前記半導体レーザー素子からの光が外部に直射する可能性が高く、この光が直接に目に達すると網膜などに損傷を生じさせる危険性が高いと云われ、規制が行われ、よって、その恐れの少ないＬＥＤ素子が光源として採用されている。
【背景技術】
【０００４】
従来のこの種のＬＥＤ素子９１を光源とする送信部９０の構成の原理を示すものが図３、および、図４であり、この送信部９０には前記図３に示すような構成を有し、信号入力端子９２には、図４（ａ）に示すような矩形波信号（ａ）が入力信号として印加される。このときに、前記送信部９０には、入力信号がＨレベルのときは閉じ、Ｌレベルのときは開くスイッチ手段９３が設けられ、図４（ａ）に示す波形と、ほぼ同じ波形の電流をＬＥＤ素子９１に流すように動作する。
【０００５】
一方、入力信号波形ａは不完全微分器９４によって、図４（ｂ）に示す波形（ｂ）に変換され、加算器９５によって電源Ｖｃｃに加算が行われ、図４（ｃ）に示すＬＥＤ素子駆動電流波形（ｃ）が合成される。なお、抵抗９６はＬＥＤ素子９１の負荷抵抗、抵抗９７は入力信号の立下がり時にＬＥＤ素子９１を逆方向バイアスするためのバイアス抵抗である。
【０００６】
このようにすることで、単に不完全微分器９４のみで正、負のピーキングパルス（図４（ｄ）参照）を作ることができるので、単純な回路構成でＬＥＤ素子９１の点灯時には正のピーキングパルスが得られて点灯を早め、消灯時に合わせて負のピーキングパルスが得られるものとして、この負のピーキングパルスにより、入力信号がＬレベルになった後にもＬＥＤ素子９１内に残る蓄積キャリアによりＬＥＤ素子９１の点灯が蓄積キャリアが消滅するまでの時間だけ継続し、伝送速度が低下することを防止するというものである。
【特許文献１】特開昭５８−１３７３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来の構成においては、信号の立ち下げ時にはＬＥＤの蓄積キャリアの自然消滅に任せるため、ＬＥＤの遮断周波数が関係し動作速度を大きく上げることができない。
【０００８】
この状態を防止するために、通常立ち下げ速度を向上するために逆方向のピーキングを付けることが考えられる。しかし、このような構成のものにおいては、負方向電源を使用する必要性があり、構成が複雑になると共に、コストアップの要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、ＬＥＤの発光を入力信号により強弱させ、この光の点滅をもって通信を行う光通信の送信部において、前記送信部に対して前記入力信号が入力される入力端には、正位相出力端子と負位相出力端子を有する差動増幅器を設け、該差動増幅器の前記正位相出力端子には、この差動増幅器に前記入力信号の立上がり部により導通する第一トランジスタと、第二トランジスタと、第三トランジスタとがベースを共通に接続されて設けられ、前記正位相出力端子と前記第一トランジスタのベースとの間には、前記入力信号の立上がり部によりピーキング波形を形成する第一コンデンサと抵抗器とが接続されており、前記第三トランジスタには適宜の一端を電源に接続されたＬＥＤの他端が接続されており、前記第二トランジスタには適宜の一端を電源に接続されベースを前記負位相出力端子に接続される第四トランジスタが接続されており、前記第二トランジスタと第四トランジスタとの接続点と前記第二トランジスタとＬＥＤとの接続点との間には前記入力信号の立下がり部により前記ＬＥＤに対し逆電流を印加する第二のコンデンサが接続されていることを特徴とする光通信の送信部を提供することで、簡素な回路構成で、確実に通信速度の向上が可能な回路として、課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１０】
従来の方式によれば、送信部からの出力の立下がり部を用いて、ＬＥＤ素子からの出力に基づいて、逆バイアスを行うべき負のピーキング波形をを形成するものとしていたので、前記負のピーキング波形が生成される時間には、ＬＥＤ素子のＰＮジャンクション間に生じた蓄積キャリアが消滅する時間を含むものとなり、光通信の送信部としての高速化に限界を生じるものとなっていた。
【００１１】
これを、本発明により入力波形の立ち下がり部を反転し、入力信号が．ＬレベルとなったときにはＬＥＤ素子のアノード、カソード間を短絡し蓄積キャリアを強制的に消去させると共に、同時に逆バイアスもカソード側から印加される構成としたことで、実質的に信号の延長を生じないものとして、より高速通信を可能とする優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは、本発明に係る光通信の送信部（以下、送信部１と略称する。）であり、この送信部１は、差動増幅器１１に入力された信号でＬＥＤ素子１２を点灯し、該ＬＥＤ素子１２が発する光を光ファイバーなどを介して伝送するものである点は従来例のものと同様である。
【００１３】
ここで、本発明においては、前記差動増幅器１１には、正位相の出力端子１１ａと、負位相の出力端子１１ｂとを有するものを使用する。そして、正位相の出力端子１１ａには抵抗器Ｒと第一のコンデンサＣ１との並列回路を介して、第一のトランジスタＴｒ１のベースとコレクタが接続されている。
【００１４】
同時に、前記第一のトランジスタＴｒ１のベースには、第二のトランジスタＴｒ２、第三のトランジスタＴｒ３のベースも接続されており、また、第三のトランジスタＴｒ３のコレクタにはアノードを電源Ｖｃｃに接続されたＬＥＤ素子１２のカソードが接続されている。
【００１５】
また、第二のトランジスタＴｒ２のコレクタには、ベースが負位相の出力端子１１ｂと接続され、コレクタが電源Ｖｃｃに接続された第四のトランジスタＴｒ４のエミッタが接続され、ＬＥＤ素子１２と第三のトランジスタとの接続点と、第四のトランジスタＴｒ４と第二のトランジスタＴｒ２との接続点との間には第二のコンデンサＣ２が掛け渡されて接続されている。
【００１６】
この状態で図２に示すように、前記差動増幅器１１への入力信号（Ａ）が、Ｌレベルに移行すると、正位相の出力端子１１ａからはＬレベルが出力し、負位相の出力端子１１ｂからはＨレベルが出力されるものとなり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３は導通を停止し、トランジスタＴｒ４のみが導通するものとなる。但し、この状態では、前記ＬＥＤ素子１２は内部に生じている蓄積キャリアなどにより、未だ点灯を継続していると考えられる。
【００１７】
しかしながら、上記に記したようにコンデンサＣ２には、今までとは逆相の電圧が流れるものとなるので、これによりＬＥＤ素子１２には逆バイアスが行われ、蓄積キャリアの強制的な消去が行われて、発光は直ちに停止されるものとなる。ここで、従来例のものでは点灯電流が下降に転じてカットオフし、更に蓄積キャリアが消滅した点で逆バイアスが行われるのに対して、本発明では入力が切り変わった時点で直ちに逆バイアスが行われるので、ＬＥＤ素子１２の点灯は、より高速の入力信号に追従できるものとなり、より高速な信号の伝達が可能となる。
【００１８】
上記説明の状態をＬＥＤ素子１２に流れる電流の状態として示すものが図２であり、本発明の構成とすることで、未だＬＥＤ素子１２には蓄積キャリアなどが残余し、発光が継続している図２（Ｂ）の状態であっても、差動増幅器１１に入力されている入力信号の反転により、負位相の出力端子１１ｂに出力を生じ、トランジスタＴｒ４を導通させる。
【００１９】
よって、前記トランジスタＴｒ４の導通により、第二のコンデンサＣ２に印加されていた電位が反転し、この第二のコンデンサＣ２には逆向きの電位を生じるものとなり、即ち、図２（Ｃ）に示すような波形により逆バイアスがＬＥＤ素子１２に対して行われるものとなる。これにより、前記ＬＥＤ素子１２は早急に蓄積キャリアの消滅が行われ、よって、図２（Ｄ）に示すように、入力信号とほぼ同じ周波数で点滅を行うものとなる。
【００２０】
従って、本発明による送信部１は、入力信号の周波数を上げても追従できる範囲が広くなり、この発明を成すための発明者により行われた実験によれば、従来例のＬＥＤ素子１２を光源として採用している送信部１に比較して約２倍〜２．５倍の速度で送信することが可能であることが確認された。
【００２１】
また、従来のこの種の光通信の送信部、（例えば、特許文献１の第１図参照）の構成に比較して使用するトランジスタなど、使用する回路部分、特に能動素子を少ない数で構成できるので、コストダウンが可能となると共に、回路全体の消費電力も少なくて済み、省エネルギーの面からも有利となる。
【００２２】
以上に説明したように本発明により、入力信号に対して、少なくとも周波数を低下させないようにするために、ＬＥＤ素子１２のＰＮジャンクションの近傍に生じる蓄積キャリアを迅速に消滅させ、前記ＬＥＤ素子１２の点灯時間が入力信号より長くなるのを防止するための逆バイアスを作動増幅器１１の逆位相出力端子１１ｂから得るものとして、立上がりとは完全に分離させて逆バイアスを得るものとし、入力信号の立上がりの影響を受けないものとして目的を達するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の逆バイアスの加え方によれば、入力信号の立上がり側とは独立して設定できるものであるので、特に消灯側の時間に厳密さが要求される用途、例えば、一定の光量を照射するときなどの用途にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る光通信の送信部の実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明に係る光通信の送信部による出力波形の形状を示す説明図である。
【図３】従来例を示す回路図である。
【図４】従来例の出力波形の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…光通信の送信部
１１…作動増幅器
１１ａ…正位相の出力端子
１１ｂ…逆位相の出力端子
１２…ＬＥＤ素子
Ｒ…抵抗器
Ｃ１…第一の抵抗器
Ｃ２…第二の抵抗器
Ｔｒ１…第一トランジスタ
Ｔｒ２…第二トランジスタ
Ｔｒ３…第三トランジスタ
Ｔｒ４…第四トランジスタ
【図１】
2007005618.tif 000003
【図２】
2007005618.tif 000004
【図３】
2007005618.tif 000005
【図４】
2007005618.tif 000006