(57)【要約】【課題】受光強度監視装置を備えた光学装置において、高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することができるようにする。【解決手段】受光素子１１４と直列に電流検出抵抗２０２を接続し、電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差Ｖdropを差動増幅部２６６で検知する。差動増幅部２６６は、基準信号Ｖref と電圧差Ｖdropとを比較し、一致したときには、電流検出抵抗２０２を通らないトランジスタ２６２を介した経路でも受光素子１１４に電流供給を行なう。差動増幅部２６６とトランジスタ２６２とで電流制限機能を働かせる。高感度で電流検知機能を働かすべく、電流検出抵抗２０２の抵抗値を大きくする場合でも、光強度が強くなると電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を一定値に維持することができ、高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することができる。【選択図】図１
2007123977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号光を受光素子で受光して前記信号光に対応した電気信号を出力するとともに、前記受光素子と直列に接続した抵抗素子の両端に生じる電圧差を検知することで前記信号光の光強度を監視する受光強度監視方法であって、
前記電圧差が一定値となったときには、前記抵抗素子を通らない経路で前記受光素子に電流供給を行なう
ことを特徴とする受光強度監視方法。
【請求項２】
入力された信号光を受光する受光素子と直列に接続した抵抗素子の両端に生じる電圧差を検知することで前記信号光の光強度を監視する光強度監視部を備えた受光強度監視装置であって、
前記電圧差を検知する電圧差検知部と、
前記電圧差検知部が検知した電圧差が一定値となったときに、前記抵抗素子を通らない経路で前記受光素子に電流供給を行なう電流供給路切替部と
を備えたことを特徴とする受光強度監視装置。
【請求項３】
前記電流供給路切替部は、電流経路的に前記抵抗素子と並列に配置されたトランジスタを有して構成されており、
前記電圧差検知部は、検知した前記電圧差に対応する制御信号を前記トランジスタの制御入力端子に供給する
ことを特徴とする請求項２に記載の受光強度監視装置。
【請求項４】
前記電圧差検知部は、前記光強度監視部における、前記抵抗素子の両端に生じる電圧差を検知する機能要素としても機能するものであり、
前記光強度監視部は、前記電圧差検知部が検知した前記電圧差に対応する制御信号と所定の閾値信号とを比較する比較部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の受光強度監視装置。
【請求項５】
前記抵抗素子の両端に生じる電圧差を平滑化する平滑化手段を備え、
前記抵抗素子と前記平滑化手段とで構成されるフィルタ回路が、前記電圧差検知部と前記電流供給路切替部とで構成される負帰還制御回路のループフィルタとして機能するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の受光強度監視装置。
【請求項６】
入力された信号光を受光素子で受光して前記信号光に対応した電気信号を出力する光受光部と、
前記受光素子と直列に接続した抵抗素子の両端に生じる電圧差を検知する電圧差検知部と、
前記電圧差検知部が検知した電圧差が一定値となったときに、前記抵抗素子を通らない経路で前記受光素子に電流供給を行なう電流供給路切替部と
を備えたことを特徴とする光学装置。
【請求項７】
前記受光素子と直列に接続した抵抗素子の両端に生じる電圧差を検知することで前記信号光の光強度を監視し、検知した電圧差が一定値となったときに警告信号を発する光強度監視部
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記電流供給路切替部と電流経路的に並列に配置され、前記電圧差検知部が検知した電圧差に応じた電流を出力する電流出力部
を備えたことを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を受信する際の受光強度を監視する受光強度監視方法および受光強度監視装置並びに受光強度監視装置を備えた光受信装置などの光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムなどにおいて光信号を取り扱う際に、たとえば光ファイバを介して伝送されてきた信号光を電気信号に変換して出力する光受信装置が用いられる。この光受信装置には、光信号を受信するためのフォトダイオードなどの受光素子と、この受光素子で検知した電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換用の増幅器（電流／電圧変換部）などが組み込まれる。
【０００３】
このような構成において、デジタル光通信では、受光素子を用いてデジタル光信号を電気信号に変換し、これを増幅して電気の信号を得る。この際、光受信装置自身の持つノイズにより、受信できる光の強度には一定の限界があり、これよりも光強度が小さくなると出力デジタル信号には誤った値が出力される。
【０００４】
そのため、光受信装置には、この入力光強度を監視し、その監視結果に基づいて所定の処理を行なう光強度の監視機能が含まれることがある（たとえば特許文献１や非特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１５３０５０号公報
【非特許文献１】半導体集積回路ＭＡＸ３９０１／ＭＡＸ３９０２の仕様書、［online］、［平成１７年９月３０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX3901-MAX3902.pdf＞
【０００６】
図６は、このような光強度の監視機能を実行する受光強度監視装置を備えた従来の光受信装置の一構成例を示す図である。
【０００７】
ここで、図６（Ａ）は、光受信装置の全体構成を示す図であり、特許文献１の図１に記載のものと概ね同様の構成となっている。図６（Ａ）に示す光受信装置において、光ファイバ９０１を介して送られてきた入力信号Ｐ０は光分岐手段である光ＡＧＣ用素子９１０で第１の信号光Ｐ１と第２の信号光Ｐ２に分岐され、第１の信号光Ｐ１は光ファイバ９０２を介して光受信回路９２０の受信用フォトダイオードＰＤ１に入力される。第２の信号光Ｐ２は光ファイバ９０３を介して、光パワーモニタ回路９３０に接続されたモニタ用フォトダイオードＰＤ２に入力される。
【０００８】
光受信回路９２０は第１の信号光Ｐ１の光電流をモニタする光モニタ（ＬＭ）９２１と、第１の信号光Ｐ１の光電流を電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換して増幅するプリアンプ９２２を有し、このプリアンプ９２２から電気信号として受信信号が出力される。一方、光モニタ９２１の出力は第１の信号光Ｐ１のパワーレベル（光受信回路９２０の受信レベル）を示す信号（光強度モニタ出力電圧Ｐｍ１）として、分岐比コントローラ９４０に与えられる。
【０００９】
光パワーモニタ回路９３０は、モニタ用フォトダイードＰＤ２の光電流により第２の信号光Ｐ２のパワーレベルをモニタし、その出力は第２の信号光Ｐ２のパワーレベル（光パワーモニタ回路９３０の検知レベル）を示す信号（光強度モニタ出力電圧Ｐｍ２）として、分岐比コントローラ９４０に与えられている。
【００１０】
ここで、電流検知機能要素として動作する光モニタ９２１は、図６（Ｂ）に示すように、非特許文献１のFigure２に記載の入力光強度をモニタした結果として、光強度モニタ出力であるSTATUS信号を出力する“POWER DETECTOR”に相当する機能部分である。
【００１１】
この光モニタ９２１における電流検出の手法としては、たとえば図６（Ｃ）に示す非特許文献１のFigure５に記載のように、受光素子の電源側に電流検出抵抗Ｒdet を挿入し、また接地ＧＮＤとの間に容量素子Ｃfiltを設けて、電流検出抵抗Ｒdet と容量素子filtとでローパス型のフィルタ構成とし、受光素子に流れる平均電流に基づく電流検出抵抗Ｒdet での電圧降下（ドロップ）量、すなわち電流検出抵抗Ｒdet の両端に生じる電圧差を検知する仕組みを採ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような電流検知の手法では、逆に大きな光強度の入力があった場合、電流検出抵抗Ｒdet での電圧ドロップによって受光素子のバイアス電圧が減少し、特性に悪影響を及ぼすことになる。そのため、光入力強度検出部の電流検知機能要素として動作する光モニタ９２１の精度と、最大入力可能な光強度の間にはトレードオフの関係がある。高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することが難しいのである。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る仕組みにおいては、受光素子と直列に接続した電流検出用の抵抗素子の両端に生じる電圧差が一定値となったときには、抵抗素子を通らない経路で受光素子に電流供給を行なうようにした。このような電流制限機能を設けることで、抵抗素子の両端に生じる電圧差が一定値に維持されるようにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電流検出用の抵抗素子の両端に生じる電圧差が一定値となったときには、抵抗素子を通らない経路で受光素子に電流供給を行なう電流制限機能を設けるようにしたので、光強度が強くなったときには、抵抗素子の両端に生じる電圧差を一定値に維持することができる。
【００１６】
高感度で電流検知機能を働かすべく電流検出用の抵抗素子の抵抗値を大きくする場合でも、光強度が強くなると抵抗素子の両端に生じる電圧差を一定値に維持することができる。高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る受光強度監視装置の一例を備えた光学装置の第１実施形態を示す図である。
【００１９】
第１実施形態の光学装置１は、光受光部の一例である光受信部１０と、受光強度監視装置の一例である光入力強度検出部２０とを備えている。光学装置１としては、たとえば光リンク用トランシーバ装置などの光通信装置や、フォトダイオードなどの受光素子を用いた光ディスク記録再生装置などの記録再生装置などがある。
【００２０】
光受信部１０は、光信号を受信するためのフォトダイオード１１５などの受光素子１１４と、この受光素子１１４で検知した電流信号Ｉｍを電圧信号Ｖｍに変換する電流／電圧変換部１３０とを有する。電流／電圧変換部１３０としては、トランスインピーダンスアンプ形式のものが用いられる。
【００２１】
光入力強度検出部２０は、たとえば、光受信部１０の動作を監視・制御するためのＩＣ（Integrated Circuit；半導体集積回路）として提供される。そのため、光受信部１０との接続を取るためや電源（Ｖccと接地ＧＮＤ）を供給するためや動作条件を設定するための各種の入出力端子を備えている（図中の○印）。
【００２２】
光入力強度検出部２０は、入力光強度を監視し、その監視結果をＡＧＣ回路に供給したり、入力光強度が一定値以下となった場合に警告信号（アラーム）を発生する機能など、その監視結果に基づいて所定の処理を行なうことができるようになっている。
【００２３】
この光入力強度検出部２０は、具体的には、入力された信号光を受光する受光素子１１４と直列に接続した電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を検知することで受光素子１１４に流れる電流をモニタリングして信号光の光強度を監視する。高感度で電流検知機能を働かすべく、電流検出抵抗２０２の抵抗値は比較的大きくする。
【００２４】
受光素子１１４に流れる電流を平滑化してモニタリングする、すなわち電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を平滑化してモニタリングする手法として、受光素子１１４の電源側に設けられた電流検出抵抗２０２と、接地との間に設けられた容量素子２０４とでなるフィルタ部２００を設ける。容量素子２０４は、電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を平滑化する平滑手段として機能する。電流検出抵抗２０２と容量素子２０４とでローパスフィルタ構成とし、受光素子１１４に流れる平均電流Ｉｍによる電流検出抵抗２０２での電圧ドロップ量を検知する仕組みを採っているのである。
【００２５】
また、光学装置１は、受光素子１１４に流れる電流値を検出することによって、入力光強度の検出を行なう構成要素に加えて、同時にこの光入力強度が一定値より小さくなったときに光入力が殆どなくなったと判断し、警告信号としての光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出する監視機能部を備えている。
【００２６】
具体的には、光入力強度検出部２０は、電流検出抵抗２０２の両端に発生する電圧ドロップ量に基づいて入力光強度が一定値以下となったときにアラームを発生する光強度監視部２４０を備えている。光強度監視部２４０は、電流検出抵抗２０２の両端に発生する電圧ドロップ量を所定レベルに増幅する差電圧増幅部２４６と、差電圧増幅部２４６から出力される光強度モニタ出力電圧Ｐｍと所定の閾値電圧Ｖthを比較する比較部２４８と有する。
【００２７】
光強度監視部２４０の差電圧増幅部２４６から出力される光強度モニタ出力電圧Ｐｍは、たとえば図６（Ａ）に示した構成における光強度モニタ出力電圧Ｐｍ１として利用される。
【００２８】
また、光強度監視部２４０は、差電圧増幅部２４６で検知される光強度モニタ出力電圧Ｐｍが閾値電圧Ｖth以上となると、光入力が殆どなくなったと判断して、光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出する。すなわち、差電圧増幅部２４６は、電流検出抵抗２０２と受光素子１１４との接続点で検知される電圧信号Ｖdropで判定される電圧ドロップ量を所定レベルに増幅する。比較部２４８は、差電圧増幅部２４６で電圧ドロップ量を増幅した光強度モニタ出力電圧Ｐｍと所定の閾値電圧Ｖthとを比較し、光強度モニタ出力電圧Ｐｍが閾値電圧Ｖthよりも小さくなると、光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出する。差電圧増幅部２４６で電流検出抵抗２０２の両端に発生する電圧ドロップ量を増幅するので、高感度な光入力強度検出が可能となる。
【００２９】
また、光入力強度検出部２０は、本実施形態の最大の特徴部分として、電流検出抵抗２０２による電圧降下が一定値を超えるようになったときに電流経路を電流検出抵抗２０２以外に切り替える電流経路切替部２６０を備えている。
【００３０】
ここで、「電流経路を電流検出抵抗２０２以外に切り替える」とは、電流検出抵抗２０２を通過しないで電源Ｖccから直接に受光素子１１４に流すように切り替えることだけでなく、一部は電流検出抵抗２０２を通過させ、残りを他の経路を介して通過させることも含むものである。つまり、電流検出抵抗２０２を通らない経路でも受光素子１１４に電流を供給する構成を含む。
【００３１】
本実施形態では、後者の切替え手法を採用するようにしている。具体的には、電流経路切替部２６０としては、電流経路的に電流検出抵抗２０２と並列に配置されたＰチャネル型のトランジスタ２６２と、トランジスタ２６２のオン／オフ動作を制御する差動増幅部２６６とを有している。
【００３２】
トランジスタ２６２は、電流検出抵抗２０２を通らない経路で受光素子１１４に電流供給を行なう電流供給路切替部として機能する。電流経路的に電流検出抵抗２０２と並列に配置されたトランジスタを有して電流供給路切替部を構成することで、電流供給路切替部の構成を簡単に実現できる利点がある。また、光入力強度検出部２０をＩＣとして構成する上でも都合がよい。
【００３３】
また、差動増幅部２６６は、電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を検知する電圧差検知部として機能する。差動増幅部２６６は、検知した電圧差が一定値（基準信号Ｖref ）を超えるようになったときに、電流検出抵抗２０２を通らない経路でも受光素子１１４に電流供給を行なうようにトランジスタ２６２を制御する。
【００３４】
差動増幅部２６６の増幅ゲインは、差電圧増幅部２４６の増幅ゲインと同じにするのがよい。また、個体ばらつきを少なくするべく、差電圧増幅部２４６と同一の回路構成にするのがよい。また、差電圧増幅部２４６と差動増幅部２６６の個体ばらつきを少なくするには、それらを同一の半導体基板上に、同一の回路構成で、近傍に配置するのがよい。こうすることで、差電圧増幅部２４６から出力される光強度モニタ出力電圧Ｐｍと差動増幅部２６６から出力される制御信号（制御電圧Ｖcont）とが、ほぼ同一の値となるようにすることができる。
【００３５】
トランジスタ２６２は、ソース端子が電源Ｖccに接続され、ドレインが電流検出抵抗２０２と受光素子１１４との接続点に接続され、制御入力端子であるゲート端子には差動増幅部２６６が検知した電流検出抵抗２０２に生じる電圧差（＝電圧信号Ｖdrop）に応じたからの制御電圧Ｖcontが供給されるようになっている。
【００３６】
差動増幅部２６６は、一方の入力端子IN１に基準信号Ｖref が入力され、他方の入力端子IN２は、トランジスタ２６２のドレイン端子と同様に、電流検出抵抗２０２と受光素子１１４との接続点に接続されている。差動増幅部２６６は、基本的には、電流検出抵抗２０２と受光素子１１４との接続点で検知される電圧信号Ｖdropと基準信号Ｖref とが一致するように、トランジスタ２６２のゲートに供給する制御電圧Ｖcontを調整する。
【００３７】
本構成例の場合、Ｐチャネル型のトランジスタ２６２を使用しているので、そのゲート端子が所定レベルよりも低くなったときにトランジスタ２６２が動作するようになる。このため、差動増幅部２６６は、入力端子IN１を反転入力端子（−）、入力端子IN２を非反転入力端子（＋）とする。
【００３８】
差動増幅部２６６は、受光素子１１４に流れる平均電流Ｉｍが小さいときには、その出力である制御電圧Ｖcontをハイレベルにしている。このため、光強度が所定レベル以下のときにはトランジスタ２６２はオフしており、電流経路切替部２６０は、電流検出抵抗２０２のみを通る経路で受光素子１１４に電流を供給する。
【００３９】
一方、電流検出抵抗２０２と受光素子１１４との接続点で検知される電圧信号Ｖdropの接地レベルに対する大きさが基準信号Ｖref よりも小さくなると、それに応じて制御電圧Ｖcontが低下し、トランジスタ２６２を活性化させるようになる。その結果として、電流検出抵抗２０２による電圧降下が一定値を超えるようになったときには、電流経路切替部２６０は、電流検出抵抗２０２を通る経路以外に、トランジスタ２６２を介した経路でも、受光素子１１４に電流を供給するようになる。そのため、電流検出抵抗２０２による電圧降下が一定値を超えないように制限することができるようになる。
【００４０】
図２は、電圧降下制限部として機能する電流経路切替部２６０の作用を説明する図である。この図２は、入力光強度と、電流検出抵抗２０２による電圧ドロップ量を示す電圧信号Ｖdropの関係を示している。
【００４１】
図示するように、入力光強度がある一定値（Ｐth）以下の領域（領域Ａと呼ぶ）では、電流検出抵抗２０２での電圧降下量は入力光強度に比例して増加するし、またこの範囲では、差動増幅部２６６の出力レベルである制御電圧Ｖcontはトランジスタ２６２を活性化させるまでには至らない。
【００４２】
そして、この一定値Ｐthの光強度を超えるようになったとき（この領域を領域Ｂと呼ぶ）、電流検出抵抗２０２による電圧降下量は一定に保たれ、電圧降下制限機能が働くようになる。何故なら、トランジスタ２６２は、差動増幅部２６６を用いた負帰還制御ループによって制御されており、入力端子IN１に入力される基準信号Ｖref と、入力端子IN２に入力される電流検出抵抗２０２での電圧降下量を示す電圧信号Ｖdropとが同じになるようにフィードバック制御がなされるからである。つまり、本構成例の電流経路切替部２６０は、電流検出抵抗２０２による電圧降下が一定値Ｖdrop_maxを超えないように制限する電圧降下制限部として機能しているのである。
【００４３】
電圧降下制限部として機能する電流経路切替部２６０により、大光強度入力時には電流検出抵抗２０２による電圧ドロップ量が一定値Ｖdrop_maxを超えないように制限するので、受光素子１１４に直列に電流検知機能要素として電流検出抵抗２０２を接続し、高感度化のためにその抵抗値を大きくた場合でも、大きな最大入力光強度に対応することができるようになる。
【００４４】
ここで、電流検出抵抗２０２は容量素子２０４とでローパスフィルタ回路を構成しているので、フィードバックループ帯域を制限し、ループ安定を確保することができる。すなわち、フィルタ部２００は、受光素子１１４に流れる動作電流を平均化することで受光素子１１４へのノイズの影響を軽減する効果をもたらすし、フィードバックループにおけるループフィルタとしても機能するようになっているのである。
【００４５】
受光素子１１４に発生する電流ノイズの多くは、受光素子１１４のバイアス電圧のゆらぎに起因する。そのため、受光素子１１４の発生する電流ノイズを抑圧するには、電源ノイズをできる限り受光素子１１４に伝達しないことが重要である。この目的のためにも、フィルタ部２００は都合よく機能するのである。
【００４６】
図３は、電源電圧ノイズの受光素子１１４への影響度と電圧降下制限部として機能する電流経路切替部２６０の開ループ特性の関係を説明する図である。ここで、図３（Ａ）は、入力光強度がある一定値以下の領域Ａでの特性を示し、図３（Ｂ）は、入力光強度が一定値の光強度を超えた領域Ｂでの特性を示している。
【００４７】
図３（Ａ）から分かるように、領域Ａでは、電流検出抵抗２０２のみを介して受光素子１１４に電流供給が行なわれるので、電流検出抵抗２０２と容量素子２０４とで構成されるフィルタ部２００のみによって決定される帯域でノイズの伝達が制限される。
【００４８】
また、図３（Ｂ）から分かるように、領域Ｂでは、電流検出抵抗２０２だけでなくトランジスタ２６２を介した電流経路でも受光素子１１４に電流供給が行なわれ、かつ電圧信号Ｖdropが一定となるようにトランジスタ２６２と差動増幅部２６６とで負帰還制御が働くようになるので、さらにトランジスタ２６２と差動増幅部２６６とで構成される電圧制限ループのゲインによりノイズが大きく抑圧される。
【００４９】
よって、このような構成の電圧降下制限部を用いることによって、領域Ｂでは、受光素子１１４へのノイズの影響を領域Ａよりも軽減することができ、この領域Ｂを定常状態として動作させることで、光受信装置などの光学装置１の受信感度の改善が見込めることが分かる。
【００５０】
加えて、電流検出抵抗２０２と容量素子２０４とで構成されたフィルタ部２００は、電流検出抵抗２０２の両端に生じる電圧差を平滑化するフィルタ回路としての機能だけでなく、トランジスタ２６２と差動増幅部２６６とで構成される負帰還制御回路のループフィルタ回路としての機能も持つ。
【００５１】
領域Ａでの帯域特性と独立に領域Ｂでの帯域特性を調整することはできないけれども、１つのフィルタ部２００を双方のフィルタ回路に兼用できるので、電流経路切替部２６０側に独立にフィルタ回路を設ける場合より回路構成をコンパクトにできる。なお、領域Ａでの帯域特性と独立に領域Ｂでの帯域特性を調整したければ、フィルタ部２００とは別のループフィルタ回路を電流経路切替部２６０側に設けてもよい。
【００５２】
このように、第１実施形態の光学装置１では、受光素子１１４に直列に挿入した電流検出抵抗２０２に、電圧降下制限部として機能する電流経路切替部２６０を接続し、大光強度入力時には光入力強度検出用の電流検出抵抗２０２による電圧ドロップ量が一定値を超えないように制限（抑制）しつつ、電流検出抵抗２０２の両端の電圧を光強度監視部２４０によって監視することで光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出するようにしているので、高感度な光入力強度検出と大きな最大入力光強度を両立することができるようになる。同時に、電流経路切替部２６０を用いることによって、受光素子１１４への電源電圧ノイズの影響を軽減できるので、受信感度の向上にも寄与するようになる。
【００５３】
光通信用途などの光送受信回路において、光入力強度検出抵抗による最大光入力強度による電圧ドロップに起因する動作不良を低減し、かつ、電源電圧ノイズの低減ができ、受信感度の向上が可能となるので、本実施形態の構成がもたらす効果が非常に大きいのである。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明に係る受光強度監視装置の一例を備えた光学装置の第２実施形態を示す図である。
【００５５】
第２実施形態の光学装置１は、受光素子１１４に直列に挿入した電流検出抵抗２０２に電流経路切替部２６０を接続し、この電流経路切替部２６０のトランジスタ２６２を制御する制御電圧Ｖcontと閾値電圧Ｖthと比較して光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出するようにした点に特徴を有する。
【００５６】
具体的には、図示するように、トランジスタ２６２のゲート端子に供給される差動増幅部２６６から出力される制御電圧Ｖcontを、光強度監視部２４０の比較部２４８の一方の入力端子に光強度モニタ出力電圧Ｐｍとして直接に供給するようにしている。光強度監視部２４０の比較部２４８に供給される差動増幅部２６６からの制御電圧Ｖcontは、たとえば図６（Ａ）に示した構成における光強度モニタ出力電圧Ｐｍ１として利用される。
【００５７】
差動増幅部２６６は、第１実施形態の光強度監視部２４０における差電圧増幅部２４６としても機能するようになる。これにより、第１実施形態の光強度監視部２４０における差電圧増幅部２４６を割愛することができ、光強度監視部２４０の回路構成をよりコンパクトにすることができる。なお、差電圧増幅部２４６として機能する差動増幅部２６６で電流検出抵抗２０２の両端に発生する電圧ドロップ量を増幅するので、この第２実施形態の構成でも、高感度な光入力強度検出が可能となる。
【００５８】
また、第２実施形態の光学装置１は、電流経路的にトランジスタ２６２と並列に、同種のトランジスタ２６４が接続されている。トランジスタ２６４は、制御入力端子であるゲート端子に、トランジスタ２６２のゲート端子と共通に、差動増幅部２６６が検知した電流検出抵抗２０２に生じる電圧差（＝電圧信号Ｖdrop）に応じた制御電圧Ｖcontが供給され、ソース端子が電源Ｖccに接続され、ドレイン端子から、電流が出力されるようになっている。トランジスタ２６４は、ゲート端子に供給される差動増幅部２６６からの制御電圧Ｖcontに応じた電流をドレイン端子に出力する電流出力部として機能する。
【００５９】
この電流出力部として機能するトランジスタ２６４の後段であるドレイン端子側には、トランジスタ２６４に流れる電流を検出して電圧信号に変換する電流／電圧変換部２８０が設けられている。トランジスタ２６４に流れる電流を電流／電圧変換部２８０で検出することによって、制御電圧Ｖcontとは別特性の光強度モニタ出力電圧Ｐｍ３を得ることができる。
【００６０】
この光強度モニタ出力電圧Ｐｍ３を、たとえば図６（Ａ）に示した構成における光強度モニタ出力電圧Ｐｍ１として利用することができる。制御電圧Ｖcontのままでは、分岐比コントローラ９４０で使用する光強度モニタ出力電圧Ｐｍ１として利用できないときへの対処として都合のよい構成である。
【００６１】
図５は、第２実施形態の構成における光強度監視部２４０の動作を説明する図である。ここで、図５（Ａ）は、入力光強度と、電流検出抵抗２０２による電圧ドロップ量を示す電圧信号Ｖdropの関係を示している。また、図５（Ｂ）は、入力光強度と、差動増幅部２６６から出力される制御電圧Ｖcontの関係を示している。制御電圧Ｖcontは、第１実施形態の差電圧増幅部２４６から出力される光強度モニタ出力電圧Ｐｍにも対応するものである。
【００６２】
第２実施形態の構成では、図５に示した電流経路切替部２６０の電圧制限機能における領域Ａと領域Ｂの境界Ｐthに光入力強度アラーム信号Ｓalm の閾値電圧Ｖthを容易に設定することができる。
【００６３】
すなわち図５（Ｂ）に示すように、閾値電圧Ｖthを制御電圧Ｖcontのハイレベル（Ｖcont_max）に設定しておけば、光受信部１０の定常動作時には入力光強度がある一定値Ｐth以上の領域Ｂで動作するようにでき、このときには制御電圧Ｖcontが閾値電圧Ｖthよりも低下するので、比較部２４８は、光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出することはない。
【００６４】
また光入力強度がその一定値Ｐthより小さくなった領域Ａのときには、制御電圧Ｖcontが閾値電圧Ｖthになる（すなわちハイレベルＶcont_max）になるので、比較部２４８は、光入力が殆どなくなったと判断でき、光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出することができる。
【００６５】
第１実施形態の構成では、差電圧増幅部２４６と差動増幅部２６６とが独立であるので、同一の回路構成にし同一の増幅ゲインにしようとしても、実際には、ばらつきのため、差電圧増幅部２４６から出力される光強度モニタ出力電圧Ｐｍと差動増幅部２６６から出力される制御電圧Ｖcontとを完全に同一の値となるようにすることは難しい。
【００６６】
その結果として、領域Ａと領域Ｂの境界に光入力強度アラーム信号Ｓalm の閾値電圧Ｖthを精度よく設定するのは難しく、図５（Ｃ）に示すように、設定値を誤り、制御電圧ＶcontのハイレベルＶcont_maxに相当する光強度モニタ出力電圧Ｐｍの最大レベルＰｍ_max以上（その閾値電圧Ｖthを閾値電圧Ｖth１とする）に設定すると、領域Ａでも光入力強度アラーム信号Ｓalm が全く出力されない事態を招く。
【００６７】
領域Ａで光入力強度アラーム信号Ｓalm が出力されない事態を避けるには、図５（Ｃ）に示すように、事実上、電圧信号Ｖdrop_maxに対応する光強度モニタ出力電圧Ｐｍ_maxよりも少し小さなレベルに閾値電圧Ｖthを設定するしかない。制御電圧Ｖcontと光強度モニタ出力電圧Ｐｍとが個別の差電圧増幅部２４６や差動増幅部２６６から出力されるので、光強度モニタ出力電圧Ｐｍと制御電圧Ｖcontとの誤差をも考慮すれば、電圧信号Ｖdrop_maxよりも相当程度小さなレベルに閾値電圧Ｖthを設定することが必要になる。
【００６８】
なお、第２実施形態の構成でも、閾値電圧Ｖthを制御電圧Ｖcontのハイレベル以下に設定すれば、領域Ａと領域Ｂの境界よりもさらに低レベルの制御電圧Ｖcontに閾値電圧Ｖthを容易に設定することもできる。光入力がより高レベルのときに光入力強度アラーム信号Ｓalm を発出する構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る受光強度監視装置の一例を備えた光学装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】電圧降下制限部として機能する電流経路切替部の作用を説明する図である。
【図３】電源電圧ノイズの受光素子への影響度と電圧降下制限部として機能する電流経路切替部の開ループ特性の関係を説明する図である。
【図４】本発明に係る受光強度監視装置の一例を備えた光学装置の第２実施形態を示す図である。
【図５】第２実施形態の構成における光強度監視部の動作を説明する図である。
【図６】受光強度監視装置を備えた従来の光受信装置の一構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…光学装置、１０…光受信部１０、２０…光入力強度検出部（受光強度監視装置）、１１４…受光素子、１１５…フォトダイオード、１３０…電流／電圧変換部、２００…フィルタ部、２０２…電流検出抵抗、２０４…容量素子、２４０…光強度監視部、２４６…差電圧増幅部、２４８…比較部、２６０…電流経路切替部、２６２，２６４…トランジスタ、２６６…差動増幅部、２８０…電流／電圧変換部
【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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