CN103155453A - 信号传送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号传送装置，其以不增大装置尺寸的简单构造实现发光元件的温度补偿。元件驱动IC（20）具有根据温度产生预定电压（A）和电压（B）的基准电压产生部分（41），和根据温度控制偏压电流（I_bias）和调制电流（I_mod）的温度补偿部分（42）。基于从基准电压产生部分（41）施加的电压（A，B），该温度补偿部分（42）根据温度通过重现用直线表示的发光元件（11）的温度-电流特性进行电流控制，该直线具有在变化点处从负变化到正倾斜度。

Description

信号传送装置

技术领域

本发明涉及一种用于进行数据传送的信号传送装置。

背景技术

近年来，已知一种技术，在安装于诸如汽车之类的车辆上的各种电子装置之间，通过光缆进行数据传送。通过光缆连接的电子装置具有用于连接该光缆的连接器，并且该连接器具有称为FOT（光纤收发器）的光电转换模块。该光电转换模块在光信号和电信号之间进行转换。

例如，具有传送功能的光电转换模块主要由发光元件和元件驱动IC构成。在此情况下，该元件驱动IC作用为用于进行数据传送的信号传送装置，并且通过驱动发光元件，输出取决于电信号的光信号，该电信号是来自电子装置的控制电路的数据信号。

在该光电转换模块中，由于发光元件的输出功率和消光系数根据温度而改变，所以需要由元件驱动IC来控制取决于温度的电流值，以恒定地保持输出功率和消光系数（即，温度补偿）。例如，在专利文献1中公开了具有发光元件的温度补偿功能的发光装置。对于发光装置，将由温度补偿电路检测到的温度信号输入到电源电路的输入端子。因此，电源电路被构造成：根据表示检测到环境温度升高的温度信号，降低其输出电压；并且相反地，根据表示检测到环境温度降低的温度信号，增大输出电压。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利文献JP-A-2007-324493

发明内容

技术问题

然而，根据专利文献1中公开的技术，由于热敏电阻用作为温度补偿电路，所以存在的问题在于，待安装的部件的数量增加，从而增大该装置的尺寸。

鉴于上述问题，已经作出本发明，并且本发明的目的是，提供一信号传送装置，其通过简单的构造实现发光元件的温度补偿，而不需要增大装置的尺寸。

解决问题的方案

为了实现该目的，本发明提供一种用于驱动发光元件并根据电信号输出光信号的信号传送装置，该电信号是来自电子装置的数据信号。

根据本发明的信号传送装置包括：元件驱动部分，该元件驱动部分将驱动电流供给到发光元件，其中，通过将调制电流叠加在偏压电流上获得该驱动电流，该调制电流与表示所述发光元件的发射信息的数据信号相关；第一电压产生部分，该第一电压产生部分根据温度产生电压；第二电压产生部分，该第二电压产生部分产生与温度无关的预定电压；以及温度补偿部分，该温度补偿部分根据所述温度来控制所述偏压电流和所述调制电流。所述温度补偿部分基于从所述第一电压产生部分施加的电压和从所述第二电压产生部分施加的电压，重现所述发光元件的温度-电流特性，从而根据所述温度进行电流控制。

此处，在根据本发明的信号传送装置中，优选的是：所述发光元件的温度-电流特性用直线表示，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有负倾斜度，并在相对于变化点较高温度侧上具有正倾斜度；或者用直线表示，该直线在相对于作为边界的变化点较低温度侧上具有正倾斜度，并在相对于变化点较高温度侧上具有负倾斜度。

而且，在根据本发明的信号传送装置中，期望所述温度补偿部分在从第一电压产生部分施加的电压和从第二电压产生部分施加的电压中的每一个上进行放大处理、反转处理和合成处理，从而重现发光元件的温度-电流特性。

而且，在根据本发明的信号传送装置中，优选的是：多个温度补偿部分与具有不同特征的发光装置相对应地设置；并且可以有选择地使用多个温度补偿部分的任意温度补偿部分。

根据本发明的信号传送装置具有产生与温度无关的恒定电压和根据温度变化的电压的功能，并从而能够基于这两种电压重现发光元件的温度-电流特性。结果，由于不需要使用热敏电阻等，所以通过简单和紧凑的构造能够实现发光元件的温度补偿。

附图说明

图1是示意地示出光学连接器1的构造的方框图。

图2是示意地示出元件驱动IC12的方框构造图。

图3是示意地示出电流产生部分40的构造的方框图。

在图4中，（a）至（c）是示出温度补偿的概念的说明性视图。

图5是示出加减器43的构造的方框图。

在图6中，（a）和（b）是示出加减单元43的功能的说明性视图。

在图7中，（a）至（c）是示出温度补偿概念的说明性视图。

附图标记列表

1：光学连接器

2：印刷电路板

10：光电转换模块

11：发光元件

12：元件驱动IC

13：套筒

15：开关

20：电力管理单元

30：主控制单元

31：接收部分

32：缓冲部分

33：元件驱动部分

40：电流产生部分

41：基准电压产生部分

42：温度补偿部分

43：加减器

44：输出部分

45：放大器电路

46：放大器电路

47：合成电路

50：电源部分

具体实施方式

图1是示意地示出根据本发明的实施例的光学连接器1的构造的方框图。根据本实施例的光学连接器1是例如在光通信领域中使用的插座型阴型光学连接器。该光学连接器1设置在诸如显示或导航系统的各种电子装置中，并且电连接于包括在电子装置中的印刷电路板2。例如，该光学连接器1与其上装接有光缆的阳型光学连接器连接，从而使得能够在电子装置之间进行大容量的光通信。

该光学连接器1包括称为FOT（光纤收发器）的光电转换模块10。该光电转换模块10具有多个引线端子，该引线端子从金属引线框架延伸并焊接在包括在电子装置中的印刷电路板2上。

同样，该光学连接器1包括光电转换模块10（尤其是，如下所述的发光元件11）和套筒13，该套筒是作为插置在阳型光学连接器的插芯端的表面（光缆末端的表面）之间的光学部件。该套筒13由用具有透光性的透明材料模制的光导部件和设置在该光导部件周围的筒状部分构成。

光电转换模块10主要由发光元件11和元件驱动IC12构成。该发光元件11和元件驱动IC12以引线键合的状态分别安装在具有导电性的金属引线框架上。

该发光元件11将光信号输出到光缆。例如，半导体激光器能够用作为发光元件11。即，根据本实施例的光学连接器1构造为用于经由光缆传送光信号的传送连接器。

除了发光元件11以及用于该发光元件11的元件驱动IC12之外，该光电转换模块10还可以包括光接收元件以及用于该光接收元件的元件驱动IC，并且因此可以构造成使得能够传送和接收光信号。

图2是示意地示出该元件驱动IC12的方框构造图。元件驱动IC12驱动发光元件11，以在电子装置的控制电路（印刷电路板12）和光缆之间进行数据传送。具体地，元件驱动IC12根据作为来自电子装置的控制电路的电信号的数据信号VINP和VINN来驱动发光元件11，并且结果，根据数据信号VINP和VINN从发光元件11输出光信号。鉴于该功能，元件驱动IC12包括电力管理单元20和主控制单元30。

在此情况下，该电力管理单元20和主控制单元30彼此功能性地分离，并且也分别具有彼此独立的电源系统。具体地，开关15设置在用于将来自电源部分50的操作电力供给到主控制单元30的电源线上。开关15接通／断开，并且从而使主控制单元30能够通电／断电。当开关15接通时，该主控制单元30通电，并且当开关15断开时，主控制单元30断电。同时，将用于将来自电源部分50的操作电力供给到电力管理单元20的电源线设定为接通。即，该电力管理单元20与主控制单元30的不同之处在于，电力管理单元20通常设定为工作状态。

电力管理单元20基于数据信号VINP和VINN来管理用于主控制单元30的通电／断电。具体地，如果电力管理单元20判定数据信号VINP和VINN已经输入，则电力管理单元20控制开关15接通。而且，如果电力管理单元20判定在控制开关15接通之后在预定时间段期间还未输入数据信号VINP和VINN，则电力管理单元20控制开关15从接通转为断开。

主控制单元30是用于主要进行数据传输的单元，并且具体地基于数据信号VINP和VINN从发光元件11输出光信号。主控制单元30主要由接收部分31、缓冲部分32、元件驱动部分33和电流产生部分40构成。

接收部分31接收从电子装置的控制电路（印刷电路板2）输出的数据信号VINP和VINN。作为接收部分31与电子装置的控制电路之间的数据传输规格，能够使用适用于高速数字信号传输的LVDS（低压差分信号）。LVDS将不同电压施加到一对传输线上，以利用传输线之间的电压差进行信号传输。即，该接收部分31分别通过这对传输线来接收数据信号VINP和VINN。通过该接收部分31接收的数据信号VINP和VINN经过缓冲部分32输出到元件驱动部分33。

元件驱动部分33驱动发光元件11，从而根据数据信号VINP和VINN输出光信号。具体地，元件驱动部分33将发光元件11的发光信息供给到发光元件11，该发光元件的发光信息即驱动电流，其中根据数据信号VINP和VINN的调制电流I_mod与偏压电流I_bias叠加。由电流产生部分40提供偏压电流I_bias和调制电流I_mod。

图3是示出电流产生部分40的构造的方框图。电流产生部分40具有用于发光元件11的温度补偿功能，并根据温度控制偏压电流I_bias和调制电流I_mod。电流产生部分40包括基准电压产生部分41和温度补偿部分42。

基准电压产生部分41产生与温度补偿相关的电流控制所需要的两种电压A和B（第一和第二电压产生部分）。由该基准电压产生部分41产生的一个电压A倾向于具有与温度无关的恒定值。相反地，由基准电压产生部分41产生的另一电压B倾向于根据温度（环境空气温度）改变，并具体地具有比例关系，其中温度越高，电压值越低。在这方面，图4（a）至4（c）是示出温度补偿概念的说明性视图，并且图4（a）示出了由基准电压产生部分41产生的电压A和B与温度之间的关系。

基于从基准电压产生部分41施加的两种电压A和B，温度补偿部分42重现发光元件11的温度-电流特性，从而根据温度进行电流控制（由电流进行温度补偿）。根据本实施例，发光元件11的温度-电流特性用直线表示，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有负倾斜度，并在较高温度侧上具有正倾斜度。鉴于此功能，温度补偿部分42包括加减器43和输出部分44。

图5是示出加减器43的构造的方框图。加减器43由下述构成：放大器电路45，用于通过将电压B用作为待处理的目标来进行放大处理；放大器电路46，用于通过将电压A用作为待处理目标来进行放大处理，或者用于与电压B比较而反转并输出电压A；以及合成电路47，用于将来自放大器电路45和46的电压A和B合成（加或减）。即，通过将由基准电压产生部分41产生的两种电压A和B中的每一个用作为待处理的目标，加减器43进行放大处理、反转处理和合成处理中的每个处理。通过每个这样的处理，重现了发光元件11的温度-电压特性，该温度-电压特性由在相对于作为边界的变化点C的较低温侧上具有正倾斜度并在较高温侧上具有负倾斜度的直线所表示（参见图4（b）），并且加减器43输出与温度对应的预定电压。

在此情况下，如图6（a）中所示，通过设定电压B所输入到的放大器电路45的增益，能够设定较高温度侧，即相对于拐点C的较高温度侧上直线的倾斜度。而且，如图6（b）中所示，通过设定电压A所输入到的放大器电路46的增益，能够设定变化点C在上下方向上的位置（电压幅值方向上的位置）以及在相对于拐点C的较低温度侧上直线的倾斜度。对于每个放大器电路45和46中的增益，从考虑到下述的发光元件11的温度补偿而获得温度-电流特性（参见图4（c））的观点，通过实验或者模拟预先设定其最佳值。

输出部分44在电压和电流之间转换，以从温度-电压特性导出温度-电流特性，从而考虑到发光元件11的温度补偿而产生偏压电流I_bias和调制电流I_mod。由于由输出部分44进行的这样的转换，所以，如图4（c）中所示，重现了发光元件11的温度-电流特性，该温度-电流特征由在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有负倾斜度并在较高温度侧上具有正倾斜度的直线表示。

于是，根据本实施例，元件驱动IC20包括：用于根据温度产生预定电压A和电压B的基准电压产生部分41，和用于根据该温度控制偏压电流I_bias和调制电流I_mod的温度补偿部分42。基于由基准电压产生部分41施加的电压A和B，温度补偿部分42重现由直线表示的发光元件11的温度-电流特性，从而根据温度进行电流控制，其中该直线的倾斜度在作为边界的变化点处从负变化成正。

由于发光元件11的输出功率和消光系数根据温度而变化，所以需要根据温度控制电流值，以恒定地保持输出功率和消光系数（温度补偿）。对于该温度补偿，重要的是重现发光元件11的温度-电流特性。例如，该发光元件11的温度-电流特性在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有负温度斜度，并且在较高温度侧上具有陡峭的正温度斜度。

于是，通过包括用于产生作为恒定电压的电压A和根据温度而变化的电压B的基准电压产生部分41，基于这样两种电压A和B，能够重现上述的温度-电流特性。结果，由于不需要使用热敏电阻等，所以通过简单和紧凑的构造就能够实现发光元件11的温度补偿。

而且，根据本实施例，通过将从基准电压产生部分41施加的每个电压A和B用作为待处理的目标，温度补偿部分42进行放大处理、反转处理和合成处理中的每个处理，从而重现发光元件的温度-电流特性。结果，从两个基准电压A和B能够明确地获得发光元件11的温度-电流特性，该温度-电流特性在较低温度侧上具有负温度斜度并且在较高温度侧上具有正温度斜度。因此，能够以简单方式实现发光元件11的温度补偿，而不需要诸如参照热敏电阻的输出值的图计算的复杂构造。

同时，尽管在前述实施例中仅设置有一个温度补偿部分42，但是也可以设置多个温度补偿部分42。在此情况下，单个温度补偿部分42能够预先设定放大处理、反转处理和合成处理中的每个处理，以对应于能够被安装的多个发光元件11，从而准备能够对应于多个发光元件11的温度补偿部分42。而且，在这种构造的情况下，单个温度补偿部分42的选择优选根据PAD布线的选择从外部实现。因此，元件驱动IC12不需要根据发光元件11重新设计，而且能够提供具有良好通用性的装置。

而且，根据前述实施例，作为发光元件的温度-电流特性，已经例示了用直线表示的形式，该直线在相对于作为边界的变化点较低温度侧上具有负倾斜度（温度斜度）并在较高温度侧上具有正倾斜度（温度斜度）。然而，由于发光元件的温度-电流特性根据相关发光元件的特征采用多种形式，所以本发明并不局限于这种形式。

例如，如图7（a）至7（c）中所示，通过设定电压B所输入到的放大器电路45的增益和电压A所输入到的放大器电路46的增益中每个增益，能够重现用直线表示的发光元件的温度-电压特征，该直线在相对于作为边界的变化点C的较低温度侧上具有负倾斜度，并在较高温度侧上具有正倾斜度（参见图7（b））。结果，如图7（c）中所示，能够重现用直线表示的发光元件的温度-电流特性，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有正倾斜度并在较高温度侧上具有负倾斜度。

另外，本发明并不局限于如上所述的形式，而是能够基于发光元件的多个温度-电流特性进行温度补偿，通过设定电压B所输入到的放大器电路45的增益和电压A所输入到的放大器电路46的增益中的每个增益来重现该多个温度-电流特性。具体地，如果能够重现用直线表示的发光元件的温度-电流特性，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有第一倾斜度并且在较高温度侧上具有第二倾斜度，则该发光元件的温度-电流特性就是足够的。在此情况下，较低温度侧上的第一倾斜度可以是正倾斜度、零倾斜度和负倾斜度中的任意一个倾斜度，并且较高温度侧上的第二倾斜度可以是正倾斜度、零倾斜度和负倾斜度中的任意一个倾斜度。而且，本发明能够应用于具有温度-电流特性的发光元件，该温度-电流特性由第一倾斜度和第二倾斜度的任意组合而构成。

尽管已经参照详细和具体的实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应当清楚的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以做出多种改变和修改。

本发明基于2010年9月28日提交的日本专利申请号2010-216423，其内容在此通过引用合并进来。

工业实用性

根据本发明的信号传送装置具有产生与温度无关的恒定电压，和根据温度变化的电压的功能，并因此能够基于这两种电压重现发光元件的温度-电流特性。结果，由于不需要使用热敏电阻等，所以通过简单和紧凑的构造就能够实现发光元件的温度补偿。

Claims (5)

1.一种用于驱动发光元件并根据电信号输出光信号的信号传送装置，该电信号是来自电子装置的数据信号，该信号传送装置包括：

元件驱动部分，该元件驱动部分将驱动电流供给到发光元件，其中，通过将调制电流叠加在偏压电流上获得该驱动电流，该调制电流与表示所述发光元件的发射信息的数据信号相关；

第一电压产生部分，该第一电压产生部分根据温度产生电压；

第二电压产生部分，该第二电压产生部分产生与所述温度无关的预定电压；以及

温度补偿部分，该温度补偿部分根据所述温度来控制所述偏压电流和所述调制电流，其中

所述温度补偿部分基于从所述第一电压产生部分施加的电压和从所述第二电压产生部分施加的电压，重现所述发光元件的温度-电流特性，从而根据所述温度进行电流控制。

2.如权利要求1所述的信号传送装置，其中

所述发光元件的所述温度-电流特性用直线表示，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有负倾斜度，并且在相对于所述变化点的较高温度侧上具有正倾斜度。

3.如权利要求1所述的信号传送装置，其中

所述发光元件的所述温度-电流特性用直线表示，该直线在相对于作为边界的变化点的较低温度侧上具有正倾斜度，并且在相对于所述变化点的较高温度侧上具有负倾斜度。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的信号传送装置，其中

所述温度补偿部分在从所述第一电压产生部分施加的电压和从所述第二电压产生部分施加的电压中的每一个电压上进行放大处理、反转处理和合成处理，从而重现所述发光元件的所述温度-电流特性。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的信号传送装置，其中

多个温度补偿部分与具有不同特性的发光装置对应地设置；并且

可以有选择地使用所述多个温度补偿部分中的任意温度补偿部分。

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