JP2001111487A - 光伝送装置および信号受信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光伝送装置では、エッジ検出の立ち上
がり、立下りが有限の時間を持つことと、サンプリング
のためのセットアップタイムとホールドタイムの制約と
から、受信信号から正しいデータを得るためのサンプリ
ングの実現が困難であった。 【解決手段】 光パルス信号を電気パルス信号に変換す
るフォトダイオード１０３と、電気パルス信号からパル
スの変化を示す第１のエッジ情報を検出するエッジ検出
回路１０５と、エッジ情報に基づいて量子化された信号
を生成するコンパレータ１０６、１０８と、量子化され
た信号を１／ｎ分周した分周信号を生成する分周回路１
１０、１１１と、分周信号をサンプリングするＤ−ＦＦ
１１２、１１３と、Ｄ−ＦＦの出力信号からパルスの変
化を示す第２のエッジ情報を検出するエッジ検出回路と
を備えたことを特徴とする光受信伝送装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を光に変
換し、光を媒体としてデータを伝送する光伝送装置及び
それに用いられる光伝送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、機器のワイヤレス化が進み、その
中でもデータの伝送媒体として光を用いた光伝送装置が
増加しつつある。

【０００３】図９は従来の光伝送装置の構成を示す回路
図、図１０は当該光伝送装置の各部の信号波形を示す波
形図である。

【０００４】図９において、９０１はＬＥＤドライバ、
９０２は発光ダイオード、９０３はフォトダイオード、
９０４は受光アンプ、９０５はフォトダイオード９０３
によって変換された電気信号からエッジ情報を検出する
エッジ検出回路、９０６、９０８はエッジ検出回路９０
５によって検出されたエッジ情報に基づいて量子化され
た信号を生成するコンパレータ、９０７、９０９はそれ
ぞれ各コンパレータ９０６、９０８のコンパレータ基準
電圧、９１０、９１１はそれぞれサンプリングクロック
発生回路９１４によって生成されたクロック信号を利用
して各コンパレータ９０６、９０８からの出力信号をサ
ンプリングして出力するＤ−ＦＦ（Ｄ−Ｔｙｐｅ Ｆｌ
ｉｐｆｌｏｐ）、９１２はサンプリングクロック発生回
路、９１３はＤ−ＦＦ９１０、９１１の出力信号を合成
するＳＲ−ＦＦで、９１４はエッジ検出回路９０５の加
算器、９１５はエッジ検出回路９０５の遅延回路であ
る。

【０００５】図１０において、１００１は受光アンプ出
力波形、１００２はエッジ検出回路出力波形、１００３
は立ち上がりエッジ検出基準電圧波形、１００４は立ち
下がりエッジ検出基準電圧波形、１００５は立ち上がり
エッジ信号波形、１００６は立ち下がりエッジ信号波
形、１００７はサンプリングクロック波形、１００８は
サンプリングされた立ち上がりエッジ信号波形、１００
９はサンプリングされた立ち下がりエッジ信号波形、１
０１０は再生波形である。

【０００６】送信シリアルデータは、ＬＥＤドライバ１
００１によって増幅され、発光ダイオード１００２に印
加される。発光ダイオード１００２からの発光光は、フ
ォトダイオード１００３によって受光され、受光アンプ
１００４によって増幅される。

【０００７】受光アンプ１００４の出力は受光アンプ出
力波形１００１となるが、この信号は発光ダイオード１
００２、フォトダイオード１００３の帯域制限のためそ
の直流成分が変動する信号である。このため、そのまま
では量子化やサンプリングはできない。なお、上記直流
信号の変動は、説明の簡単のため、受光アンプ出力波形
１００１には明示していない。

【０００８】受光アンプ出力波形１００１は、エッジ検
出回路１００５によってそのエッジ情報が検出され、こ
れによりエッジ検出回路出力波形１１０２が得られる。
遅延回路１０１５と加算器１０１４を用い、元の信号か
ら、遅延回路９１５により遅延した信号（図中「遅延信
号」）を引き算することによってエッジ情報が検出され
ている。

【０００９】しかし、加算器１０１４の立ち上がり、立
ち下がり時間は有限の値を持つので、実際に検出される
エッジ情報は、エッジ検出回路出力波形１００２のよう
にスロープを持った波形となる。

【００１０】次に、コンパレータ９０６は、エッジ検出
回路９０５によって検出されたエッジ情報に基づいて、
量子化された信号である立ち上がりエッジ信号波形１０
０５を生成し、コンパレータ９０８は、同じくエッジ検
出回路９０５によって検出されたエッジ情報に基づい
て、量子化された信号である立ち下がりエッジ信号波形
１００６を生成する。

【００１１】このとき、この例では、エッジ検出回路９
０５の遅延時間をサンプリングクロック波形１００７の
１サイクルとしているが、上述のように、加算器１０１
４が立ち上がり、立ち下がり時間には有限の値を持つた
め、各エッジ信号波形の生成は、１サイクル期間で完結
せず前サイクルの状態に依存している。

【００１２】したがって、立ち上がりエッジ信号波形１
００５、立ち下がりエッジ信号波形１００６は、理想的
には同じパルス幅になるべきところであるが、実際のパ
ルス幅は異なっている。

【００１３】次に、Ｄ−ＦＦ９１０は、サンプリングク
ロック発生回路９１２によって生成されたデータ伝送レ
ートと同じ周波数のサンプリングクロック波形１００７
を利用して、コンパレータ９１０から出力された立ち上
がりエッジ信号波形１００５をサンプリングして、サン
プリングされた立ち上がりエッジ信号波形１００８とし
て出力する。

【００１４】また、Ｄ−ＦＦ９１１は、同じくサンプリ
ングクロック発生回路９１２によって生成されたデータ
伝送レートと同じ周波数のサンプリングクロック１００
７を利用して、コンパレータ９０８から出力された立ち
下がりエッジ信号波形１００６をサンプリングして、サ
ンプリングされた立ち下がりエッジ信号波形１００９と
して出力する。なお、データ伝送レートと同じ周波数の
サンプリングクロック１００７は、送信データ列中に埋
め込まれた同期信号を、サンプリングクロック発生回路
９１２中の同期信号検出回路によって検出し、この同期
信号に基づいて、同じくサンプリングクロック発生回路
９１２中のＰＬＬ回路によって生成される。同期信号と
しては、通常のデータと区別するために、通常のデータ
では決して出現しないビットパターンが用いられる。

【００１５】さて、Ｄ−ＦＦ９１０とＤ−ＦＦ９１１は
サンプリングする際、クロックの立ち上がりに対してデ
ータをその前後一定期間変化させてはならない。すなわ
ち、それぞれセットアップタイムとホールドタイムとを
必要とする。これが満たされないと、サンプリングが正
しく行われない。本例においても、立ち上がりエッジ信
号波形１００５、立ち下がりエッジ信号波形１００６は
いずれも個々のパルス幅が異なっているため、セットア
ップタイムとホールドタイムが確保されず、サンプリン
グが失敗している。

【００１６】サンプリングされた立ち上がりエッジ信号
波形１００８、サンプリングされた立ち下がりエッジ信
号波形１００９で点線で示した波形は本来出力されるべ
き波形であるが、サンプリングが失敗して実際は実線の
ようになっている。このため、ＳＲ−ＦＦ９１３によっ
て合成された再生波形１０１０は、本来点線で示したよ
うになるべきところ実線で示したように間違ったものと
なる。

【００１７】次に、図１１は、エッジ検出回路９０５の
遅延時間をサンプリングクロック１００７の１／３サイ
クル程度と短くして、前例のようにエッジ検出回路出力
波形１００２が前サイクルに依存するのを防ぐようにし
た例である。この例においては、加算器９１４は立ち上
がりおよび立下り時間には有限の値を持つが、１サイク
ル期間で完結しており、前サイクルの状態に依存してい
ない。このため、同じパルス幅の立ち上がりエッジ信号
波形１００５、立ち下がりエッジ信号波形１００６が得
られている。

【００１８】しかし、パルス幅自体が短くなってしまう
ため、Ｄ−ＦＦ９１０とＤ−ＦＦ９１１のセットアップ
タイムとホールドタイムが確保されず、サンプリングが
失敗している。

【００１９】この例では、サンプリングされた立ち上が
りエッジ信号波形１１０８、サンプリングされた立ち下
がりエッジ信号波形１１０９、再生波形１１１０は点線
で示した波形が本来出力されるべき波形であるが、サン
プリングが失敗して実際は実線のようになっている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
エッジ検出回路９０５の遅延時間を長くすると立ち上が
りエッジ信号波形１００５、立ち下がりエッジ信号波形
１００６のパルス幅は広くなるが、立ち上がりエッジ信
号波形１００５、立ち下がりエッジ信号波形１００６が
前サイクルに依存するためパルス幅、位置がまちまちに
なり、サンプリングに失敗する。また、遅延時間を短く
すると、前サイクルに依存しないが立ち上がりエッジ信
号波形１００５、立ち下がりエッジ信号波形１００６の
パルス幅が狭くなってしまい、サンプリングに失敗す
る。

【００２１】つまり、上記従来の光伝送装置では、エッ
ジ検出回路の立ち上がり、立下り時間には有限の値を持
つこととサンプリングのためのＤ−ＦＦのセットアップ
タイムとホールドタイムが必要なため、サンプリングに
失敗し受信信号から正しいデータを再生できないという
問題点がある。

【００２２】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、エッジ検出回路の立
ち上がり、立下り時間には有限の値を持つこととサンプ
リングのためのＤ−ＦＦのセットアップタイムとホール
ドタイムが必要なことに起因するサンプリングの失敗を
軽減して、高速のデータ通信を行うことのできる光伝送
装置および光受信方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の本発明（請求項１に対応）は、光パルス信号
を電気パルス信号に変換する光−電気変換手段と、前記
電気パルス信号から、そのパルスの変化を示す第１のエ
ッジ情報を検出する第１のエッジ検出手段と、前記エッ
ジ情報に基づいて量子化された信号を生成する量子化手
段と、前記量子化された信号から、その１／ｎ（ｎは２
以上の整数）分周した１／ｎ分周信号を生成する分周手
段と、前記１／ｎ分周信号をサンプリングするサンプリ
ング手段と、前記サンプリング手段の出力信号から、そ
のパルスの変化を示す第２のエッジ情報を検出する第２
のエッジ検出手段とを備えたことを特徴とする光伝送装
置である。

【００２４】これによれば、エッジ検出回路が有限の立
ち上がり、立下り時間を持つためエッジ検出波形のパル
ス幅が狭くなりサンプリングが失敗するのを防ぐことが
できるので、従来の方式ではビットエラーが発生してい
た高速なレートのデータを伝送することができる。その
結果、より高速のデータ通信が可能な光伝送装置を実現
することができる。

【００２５】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、光パルス信号を電気パルス信号に変換する光−電気
変換手段と、前記電気パルス信号から、エッジ情報を検
出するエッジ検出手段と、検出された前記エッジ情報に
基づいて量子化された信号を生成する量子化手段と、前
記量子化された信号から、その１／ｎ（ｎは２以上の整
数）分周した１／ｎ分周信号を生成する分周手段と、前
記１／ｎ分周信号をサンプリングするサンプリング手段
と、前記サンプリング手段の出力信号を演算する演算手
段とを備えたことを特徴とする光伝送装置である。

【００２６】これによれば、エッジ検出回路が有限の立
ち上がり、立下り時間を持つためエッジ検出波形のパル
ス幅が狭くなりサンプリングが失敗するのを防ぐことが
できるので、従来の方式ではビットエラーが発生してい
た高速なレートのデータを伝送することができる。その
結果、より高速のデータ通信が可能な光伝送装置を実現
することができる。

【００２７】また、第３の本発明（請求項８に対応）
は、パルス信号を受信するステップと、前記パルス信号
から、そのパルスの変化を示す立ち上がりエッジ情報お
よび立下りエッジ情報を検出するステップと、前記検出
した立ち上がりエッジ情報および立ち下がりエッジ情報
の検出に応じて、０と１が交互になるように量子化を行
うステップを含むことを特徴とする信号受信方法であ
る。

【００２８】これによれば、エッジ検出回路の立ち上が
り、立下り時間には有限の値を持つこととサンプリング
のためのＤ−ＦＦのセットアップタイムとホールドタイ
ムが必要なことに起因するサンプリングの失敗を軽減で
きるので、従来の方式ではビットエラーが発生していた
高速なレートのデータ通信を行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
における光伝送装置の構成を示す回路図、図２は当該光
伝送装置の各部における信号波形を示す波形図である。

【００３０】図１において、１０１はＬＥＤドライバ、
１０２は電気−光変換手段としての発光ダイオード、１
０３は光−電気変換手段としてのフォトダイオード、１
０４は受光アンプ、１０５はフォトダイオード１０３に
よって変換された電気信号からエッジ情報を検出する第
１のエッジ検出手段としてのエッジ検出回路、１０６、
１０８はエッジ検出回路１０５によって検出されたエッ
ジ情報に基づいて量子化された信号を生成する量子化手
段としてのコンパレータ、１０７、１０９はそれぞれ各
コンパレータ１０６、１０８のコンパレータ基準電圧、
１１０、１１１はそれぞれ各コンパレータ１０６、１０
８からの出力信号を１／２分周する分周手段としての分
周回路、１１２、１１３はそれぞれ各分周回路１１０、
１１１からの出力信号をサンプリングして出力するサン
プリング手段としてのＤ−ＦＦ（Ｄ−Ｔｙｐｅ Ｆｌｉ
ｐｆｌｏｐ）、１１４はＤ−ＦＦ１１２によって生成さ
れたサンプリングされた信号のエッジを検出する第２の
エッジ検出手段としてのエッジ検出回路、１１５はＤ−
ＦＦ１１３によって生成されたサンプリングされた信号
のエッジを検出する第２のエッジ検出手段としてのエッ
ジ検出回路、１１６はエッジ検出回路１１４とエッジ検
出回路１１５からの信号波形を合成するＳＲ−ＦＦ（フ
リップフロップ）、１１７はサンプリングクロック発生
回路、１１８はエッジ検出回路１０５の加算回路、１１
９はエッジ検出回路１０５の遅延回路である。

【００３１】図２において、２０１は受光アンプ出力波
形、２０２はエッジ検出回路出力波形、２０３は立ち上
がりエッジ検出基準電圧波形、２０４は立ち下がりエッ
ジ検出基準電圧波形、２０５は立ち上がりエッジ信号波
形、２０６は立ち下がりエッジ信号波形、２０７はサン
プリングクロック波形、２０８は１／２分周立ち上がり
エッジ信号波形、２０９は１／２分周立ち下がりエッジ
信号波形、２１０はサンプリングされた立ち上がりエッ
ジ信号波形、２１１はサンプリングされたエッジ立ち下
がりエッジ信号波形、２１２は再生波形である。

【００３２】以上のような構成を有する、本発明の第１
の実施の形態による光伝送装置の動作を説明するととも
に、これにより本発明の光受信方法の説明を行う。

【００３３】送信シリアルデータは、ＬＥＤドライバ１
０１によって増幅され、発光ダイオード１０２に印加さ
れる。発光ダイオード１０２からの発光光は、フォトダ
イオード１０３によって受光され、受光アンプ１０４に
よって増幅される。受光アンプ１０４の出力は受信信号
２０１となるがこの信号は発光ダイオード１０２、フォ
トダイオード１０３の帯域制限のためその直流成分が変
動する信号である。このため、そのままでは量子化やサ
ンプリングはできない。

【００３４】受信信号２０１は、エッジ検出回路１０５
によってそのエッジ情報が検出され、これによりエッジ
検出回路出力波形２０２が得られる。遅延回路１１９と
加算器１１８とを用い、元の信号と遅延した信号とを引
き算することによって、エッジ情報が検出される。しか
し、従来例同様、加算器１１８の立ち上がり、立下り時
間は有限の値を持つので、実際に検出されるエッジ情報
は、エッジ検出回路出力波形２０２のようにある程度ス
ロープを持った波形となる。

【００３５】次に、コンパレータ１０６は、エッジ検出
回路１０５によって検出されたエッジ情報に基づいて、
量子化された信号である立ち上がりエッジ信号波形２０
５を生成し、コンパレータ１０８は、同じくエッジ検出
回路２０５によって検出されたエッジ情報に基づいて、
量子化された信号である立ち下がりエッジ信号波形２０
６を生成する。

【００３６】データ伝送レートと同じ周波数のサンプリ
ングクロック２０７は、サンプリングクロック発生回路
１１７中の同期信号検出回路が検出した、送信データ列
中に埋め込まれた同期信号に基づいて、同じくサンプリ
ングクロック発生回路１１７中のＰＬＬ回路によって生
成される。この同期信号としては、通常のデータと区別
するために、通常のデータでは決して出現しないビット
パターンが用いられる。

【００３７】Ｄ−ＦＦは最小セットアップタイムと最小
ホールドタイムの合計時間よりもクロックの最小パルス
幅の方が一般に短い。一例を挙げると、最小セットアッ
プタイム１．５ｎｓ、最小ホールドタイム１．０ｎｓ、
クロックの最小パルス幅１．５ｎｓの場合は、最小セッ
トアップタイムと最小ホールドタイムの合計時間２．５
ｎｓに対するクロックの最小パルス幅は１．５ｎｓとい
うことになる。

【００３８】そこで、最小セットアップタイムと最小ホ
ールドタイムとの合計時間をサンプリングクロックの最
小パルス幅より短く保ちつつ、かつサンプリングクロッ
クの最小パルス幅よりもエッジ信号のパルス幅が大きく
なるようなサンプリング方法を用いれば、より高速な信
号を扱うことができる。

【００３９】遅延回路２０５の遅延時間を２ｎｓと設定
してやると、立ち上がりエッジ信号波形２０５および立
ち下がりエッジ信号波形２０６のパルス幅は２ｎｓ程度
になる。この場合は、エッジ信号の幅は最小セットアッ
プタイムと最小ホールドタイムとの合計時間２．５ｎｓ
より短いので、このままサンプリングすると、従来例の
ようにサンプリングを失敗する。

【００４０】そこで、本実施の形態では、立ち上がりエ
ッジ信号波形２０５、立ち下がりエッジ信号波形２０６
は、それぞれ分周回路１１０、１１１を経てからＤ−Ｆ
Ｆのクロック端子に入力するようにしている。ただしこ
のとき、分周回路１１０、１１１においては、規定され
ているクロックの最小パルス幅１．５ｎｓより、入力す
るクロックのパルス幅２ｎｓのほうが長いので、分周回
路は正常動作することができる。

【００４１】分周回路１１０、１１１は、立ち上がりエ
ッジ信号、立ち下がりエッジ信号の入力を受けると、こ
れらを１／２分周して、それぞれ１／２分周立ち上がり
エッジ信号波形２０８、１／２分周立ち下がりエッジ信
号波形２０９のように、パルス幅の広い信号として出力
する。Ｄ−ＦＦ１１２、１１３では、このパルス幅が広
くなったエッジ信号を、サンプリングクロック信号２０
７でサンプリングすることになるので、セットアップタ
イムとホールドタイムの制限が大幅に緩和される。

【００４２】例えば、サンプリングクロック信号２０７
の周波数を２００ＭＨｚとすると、１サイクルは５ｎｓ
となり、先の例の、Ｄ−ＦＦのセットアップタイムとホ
ールドタイムの合計時間２．５ｎｓ以上という条件を十
分満足する。なお、本実施の形態では、Ｄ−ＦＦで説明
したが、ＳＲ−ＴＹＰＥ ＦｌｉｐＦｌｏｐ、ＪＫ−Ｔ
ＹＰＥ ＦｌｉｐＦｌｏｐ、Ｔ−ＴＹＰＥ ＦｌｉｐＦ
ｌｏｐなどでもクロック端子付きのタイプでは同様に効
果が得られる。

【００４３】次に、エッジ検出回路１１４、１１５で
は、それぞれＤ−ＦＦ１１２の出力である１／２分周立
ち上がりエッジ信号波形２０８、Ｄ−ＦＦ１１３の出力
である１／２分周立ち下がりエッジ信号波形２０９から
エッジを検出し、サンプリングされた立ち上がりエッジ
信号波形２１０、サンプリングされた立ち下がりエッジ
信号波形２１１を得ている。

【００４４】サンプリングされた立ち上がりエッジ信号
波形２１０、サンプリングされた立ち下がりエッジ信号
波形２１１は、ＳＲ−ＦＦ２１３によって合成され再生
波形２１０が再生される。なお、サンプリングクロック
の発生方法は、特別な同期信号用いることなくクロック
を光信号に波長多重する方法、送信データ列そのものか
らクロックを再生する方法、独立したクロックを用いる
方法を採用してもよい。

【００４５】以上のように、本実施の形態によれば、加
算器１１８が有限の立ち上がり、立下り時間を持つため
エッジ検出波形が短くなりサンプリングが失敗するのを
防ぐことができるので、従来の方式ではビットエラーが
発生していた高速なレートのデータを伝送することがで
きる。その結果、より高速のデータ通信が可能な光伝送
装置を実現することができる。

【００４６】なお、送信されてくる光信号は光パルスで
あるのが好ましい。本実施の形態においては、光パルス
が空間に放射される構成の光伝送装置を例に挙げて説明
したが、光パルスが光ファイバによって伝送されてくる
構成の光伝送装置にも本発明を適用することができる。

【００４７】また、送信されてくる光信号としては、赤
外線が用いられるのが好ましい。 （第２の実施の形態）図３は本発明の第２の実施の形態
における光伝送装置の構成を示す回路図、図４は当該光
伝送装置の各部における信号波形を示す波形図である。

【００４８】図３において、３０１はＬＥＤドライバ、
３０２は電気−光変換手段としての発光ダイオード、３
０３は光−電気変換手段としてのフォトダイオード、３
０４は可変ゲイン受光アンプ、３０５はフォトダイオー
ド３０３によって変換された電気信号からエッジ情報を
検出する第１のエッジ検出手段としてのエッジ検出回
路、３０６、３０８はエッジ検出回路３０５によって検
出されたエッジ情報に基づいて量子化された信号を生成
する量子化手段としてのコンパレータ、３０７、３０９
はそれぞれ各コンパレータ３０６、３０８のコンパレー
タ基準電圧、３１０、３１１はそれぞれ各コンパレータ
３０６、３０８からの出力信号を１／２分周する分周手
段としての分周回路、３１２、３１３はそれぞれ各分周
回路３１０、３１１からの出力信号をサンプリングして
出力するサンプリング手段としてのＤ−ＦＦ（Ｄ−Ｔｙ
ｐｅ Ｆｌｉｐｆｌｏｐ）、３１４はＤ−ＦＦ３１２に
よって生成されたサンプリングされた信号のエッジを検
出する第２のエッジ検出手段としてのエッジ検出回路、
３１５はＤ−ＦＦ３１３によって生成されたサンプリン
グされた信号のエッジを検出する第２のエッジ検出手段
としてのエッジ検出回路、３１６はエッジ検出回路３１
４とエッジ検出回路３１５からの信号波形を合成するＳ
Ｒ−ＦＦ、３１７はサンプリングクロック発生回路、３
１８はエッジ検出回路３０５の加算回路、３１９はエッ
ジ検出回路３０５の遅延回路、３２０はピーク検出回路
である。

【００４９】図４において、４０１は可変ゲイン受光ア
ンプ出力波形、４０２はエッジ検出回路出力波形、４０
３は立ち上がりエッジ検出基準電圧波形、４０４は立ち
下がりエッジ検出基準電圧波形、４０５は立ち上がりエ
ッジ信号波形、４０６は立ち下がりエッジ信号波形、４
０７はサンプリングクロック波形、４０８は１／２分周
立ち上がりエッジ信号波形、４０９は１／２分周立ち下
がりエッジ信号波形、４１０はサンプリングされた立ち
上がりエッジ信号波形、４１１はサンプリングされたエ
ッジ立ち下がりエッジ信号波形、４１２は再生波形であ
る。

【００５０】第１の実施の形態の受光アンプ１０４の代
わりに、可変ゲイン受光アンプ３０４が使われ、ピーク
検出回路３２０が追加されたことを除けば、第１の実施
の形態と同様であるので第１の実施の形態と異なる部分
のみ説明する。

【００５１】エッジ検出回路３０５の出力は、ピーク検
出回路３２０に入力し、可変ゲインアンプ３０４のゲイ
ンをエッジ検出回路出力波形４０２のピーク値が一定と
なるように、フィードバックがかかる。これは特に空間
光伝送を行うときに伝送距離などの設置条件で大きく変
化する受光量でエッジ検出回路出力波形４０２が変化し
量子化が失敗するのを防ぐ効果がある。

【００５２】以上のように、本実施の形態によれば、加
算器３１８が有限の立ち上がり、立下り時間を持つため
エッジ検出波形が短くなりサンプリングが失敗するのを
防ぐことができるので、従来の方式ではビットエラーが
発生していた高速なレートのデータを伝送することがで
きる。さらに設置条件の変化などによる受光量の変化に
対しても安定した動作が可能である。その結果、より高
速のデータ通信が可能な光伝送装置を実現することがで
きる。

【００５３】なお、送信されてくる光信号は光パルスで
あるのが好ましい。本実施の形態においては、光パルス
が空間に放射される構成の光伝送装置を例に挙げて説明
したが、光パルスが光ファイバによって伝送されてくる
構成の光伝送装置にも本発明を適用することができる。

【００５４】また、送信されてくる光信号としては、赤
外線が用いられるのが好ましい。 （第３の実施の形態）図５は本発明の第３の実施の形態
における光伝送装置の構成を示す回路図、図６は当該光
伝送装置の各部における信号波形を示す波形図である。

【００５５】図５において、５０１はＬＥＤドライバ、
５０２は電気−光変換手段としての発光ダイオード、５
０３は光−電気変換手段としてのフォトダイオード、５
０４は受光アンプ、５０５はフォトダイオード５０３に
よって変換された電気信号からエッジ情報を検出する第
１のエッジ検出手段としてのエッジ検出回路、５０６、
５０８はエッジ検出回路５０５によって検出されたエッ
ジ情報に基づいて量子化された信号を生成する量子化手
段としてのコンパレータ、５０７、５０９はそれぞれ各
コンパレータ５０６、５０８のコンパレータ基準電圧、
５１０、５１１はそれぞれ各コンパレータ５０６、５０
８からの出力信号を１／２分周する分周手段としての分
周回路、５１２、５１３はそれぞれ各分周回路５１０、
５１１からの出力信号をサンプリングして出力するサン
プリング手段としてのＤ−ＦＦ（Ｄ−Ｔｙｐｅ Ｆｌｉ
ｐｆｌｏｐ）、５１４はＤ−ＦＦ５１２とＤ−ＦＦ５１
３によって生成されたサンプリングされた信号を合成す
る排他的論理和演算回路、５１５はサンプリングクロッ
ク発生回路、５１６はエッジ検出回路５０５の加算回
路、５１９はエッジ検出回路５０５の遅延回路である。

【００５６】図６において、６０１は受光アンプ出力波
形、６０２はエッジ検出回路出力波形、６０３は立ち上
がりエッジ検出基準電圧波形、６０４は立ち下がりエッ
ジ検出基準電圧波形、６０５は立ち上がりエッジ信号波
形、６０６は立ち下がりエッジ信号波形、６０７はサン
プリングクロック波形、６０８は１／２分周立ち上がり
エッジ信号波形、６０９は１／２分周立ち下がりエッジ
信号波形、６１０は再生波形である。

【００５７】第１の実施の形態のエッジ検出回路１１
４、１１５、ＳＲ−ＦＦ１１６の代わりに排他的論理和
演算回路５１４が使われ、各分周回路５１０、５１１は
サンプリングクロック発生回路５１５からリセット信号
が与えられていることを除けば第１の実施の形態と同様
であるので、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明す
る。

【００５８】Ｄ−ＦＦ５１２とＤ−ＦＦ５１３の出力信
号１／２分周立ち上がりエッジ信号波形６０８、１／２
分周立ち下がりエッジ信号波形６０９は、排他的論理和
演算回路５１４により排他的論理和演算され、その結果
再生波形６１０が得られる。

【００５９】ただし、分周回路５１０、５１１の出力は
それぞれ極性が反転している場合があり、たとえば本実
施の形態で示す例と分周回路５１０の出力が反転すると
１／２分周立ち上がりエッジ信号波形６０８が反転しそ
の結果、再生波形６１０が反転してしまう。

【００６０】そこで、本実施の形態では、サンプリング
クロック発生回路５１５で同期信号を検出するたびにＤ
−ＦＦ５１２、５１３にリセットをかけて、極性が反転
しないようにしている。なお、画像伝送でその輪郭成分
のみが意味がある場合などは極性が反転してもかまわな
いのでリセットしなくても良い。

【００６１】以上のように、本実施の形態によれば、加
算器５１８が有限の立ち上がり、立下り時間を持つため
エッジ検出波形が短くなり、サンプリングが失敗するの
を防ぐことができるので、従来の方式ではビットエラー
が発生していた高速なレートのデータを伝送することが
できる。さらに設置条件の変化などによる受光量の変化
に対しても安定した動作が可能である。その結果、より
高速のデータ通信が可能な光伝送装置を実現することが
できる。

【００６２】なお、送信されてくる光信号は光パルスで
あるのが好ましい。本実施の形態においては、光パルス
が空間に放射される構成の光伝送装置を例に挙げて説明
したが、光パルスが光ファイバによって伝送されてくる
構成の光伝送装置にも本発明を適用することができる。

【００６３】また、送信されてくる光信号としては、赤
外線が用いられるのが好ましい。 （第４の実施の形態）図７は本発明の第４の実施の形態
における光伝送装置の構成を示す回路図、図８は当該光
伝送装置の各部における信号波形を示す波形図である。

【００６４】図７において、７０１はＬＥＤドライバ、
７０２は電気−光変換手段としての発光ダイオード、７
０３は光−電気変換手段としてのフォトダイオード、７
０４は受光アンプ、７０５はフォトダイオード７０３に
よって変換された電気信号からエッジ情報を検出するエ
ッジ検出手段としてのエッジ検出回路、７０６はエッジ
検出回路７０５によって検出されたエッジ情報に基づい
て量子化された信号を生成する量子化手段としてのコン
パレータ、７０７、７０８はコンパレータ７０６のコン
パレータ基準電圧、７０９はコンパレータ７０６からの
出力信号を１／２分周する分周手段としての分周回路、
７１０は分周回路７０９の出力信号をサンプリングして
出力するサンプリング手段としてのＤ−ＦＦ（Ｄ−Ｔｙ
ｐｅ Ｆｌｉｐｆｌｏｐ）、７１１はサンプリングクロ
ック発生回路、７１２はエッジ検出回路７０５の加算回
路、７１３はエッジ検出回路７０５の遅延回路である。

【００６５】図８において、８０１は受光アンプ出力波
形、８０２はエッジ検出回路出力波形、８０３はコンパ
レータ基準電圧波形１、８０４はコンパレータ基準電圧
波形２、８０５はエッジ信号波形、８０６はサンプリン
グクロック波形、８０７は１／２分周エッジ信号波形、
８０８は再生波形である。

【００６６】本実施の形態は、第３の実施の形態のコン
パレータ５０６、５０７の代わりにコンパレータ７０
９、立ち上がり立下り両エッジを同時に処理するため分
周回路５１１、Ｄ−ＦＦ５１３、排他的論理和演算回路
５１４が無く、分周回路７１０はサンプリングクロック
発生回路７１１からリセット信号が与えられていること
を除けば第３の実施の形態と同様であるので、第３の実
施の形態と異なる部分のみ説明する。

【００６７】コンパレータ７０６は、コンパレータ基準
電圧７０７、７０８の間の電圧以外の電圧が入力される
と１が出力されるウインドウコンパレータでコンパレー
タ基準電圧波形１ ８０３、コンパレータ基準電圧波形
２ ８０４で表される。

【００６８】コンパレータ７０６で検出されたエッジ信
号は、立ち上がり立下り両エッジが検出されたものでエ
ッジ信号波形８０５になる。分周回路７０９ではエッジ
信号波形８０５を分周し１／２分周エッジ信号波形８０
７が得られ、さらにＤ−ＦＦ７１０により、サンプリン
グクロック波形８０６でサンプリングされ再生波形８０
８となる。

【００６９】再生波形８０８が反転する場合があるの
は、第３の実施の形態と同様でサンプリングクロック発
生回路７１１で同期信号を検出するたびにＤ−ＦＦ７１
０にリセットをかけて、極性が反転しないようにしてい
る。なお、画像伝送でその輪郭成分のみが意味がある場
合などは、極性が反転してもかまわないのでリセットし
なくても良い。

【００７０】以上のように、本実施の形態によれば、加
算器７１２が有限の立ち上がり、立下り時間を持つため
エッジ検出波形が短くなりサンプリングが失敗するのを
防ぐことができるので、従来の方式ではビットエラーが
発生していた高速なレートのデータをエラー無く伝送す
ることができる。さらに設置条件の変化などによる受光
量の変化に対しても安定した動作が可能である。その結
果、より高速のデータ通信が可能な光伝送装置を実現す
ることができる。

【００７１】なお、送信されてくる光信号は光パルスで
あるのが好ましい。本実施の形態においては、光パルス
が空間に放射される構成の光伝送装置を例に挙げて説明
したが、光パルスが光ファイバによって伝送されてくる
構成の光伝送装置にも本発明を適用することができる。

【００７２】また、送信されてくる光信号としては、赤
外線が用いられるのが好ましい。

【００７３】また、送信されてくる光信号としては、赤
外線が用いられるのが好ましい。光信号としては空間を
伝送するもの、光ファイバーなどの媒質を介して伝達さ
れるもののいずれでもよい。また、送信されてくる信号
は、光信号に限定されるものではなく、電波などの信号
でもよい。この場合は、電波−電気信号変換を行う。ま
た、量子化手段、分周手段、サンプリング手段および符
号化手段などの電気処理に関する事項は、送受信される
信号の伝送路が金属媒体であっても適用できることは言
うまでもない。

【００７４】また、本発明のいずれの実施の形態におい
ても、本発明の分周手段である分周回路は１／２分周を
行うものとして説明を行ったが、これに限定する必要は
なく、任意の数（ｎ）で分周を行うようにしてもよい。
すなわち、セットアップタイムとホールドタイムの合計
よりサンプリングクロックの方が短くなるように、パル
ス幅を調整できるような分周であればよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッジ検出回路が有限の立ち上がり、立下り時間を持つ
ためエッジ検出波形が短くなりサンプリングが失敗する
のを防ぐことができるので、従来の方式ではビットエラ
ーが発生していた高速なレートのデータを伝送すること
ができる。その結果、より高速のデータ通信が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光伝送装置
の構成を示す回路図

【図２】本発明の第１の実施の形態における光伝送装置
の各部における信号波形を示す波形図

【図３】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置
の構成を示す回路図

【図４】本発明の第２の実施の形態における光伝送装置
の各部の信号波形を示す波形図

【図５】本発明の第３の実施の形態における光伝送装置
の構成を示す回路図

【図６】本発明の第３の実施の形態における光伝送装置
の各部の信号波形を示す波形図

【図７】本発明の第４の実施の形態における光伝送装置
の構成を示す回路図

【図８】本発明の第４の実施の形態における光伝送装置
の各部の信号波形を示す波形図

【図９】従来の技術による光伝送装置の構成を示す回路
図

【図１０】従来の技術による光伝送装置の各部の信号波
形を示す波形図

【図１１】従来の技術による光伝送装置の各部の信号波
形を示す波形図

【符号の説明】

１０１ ＬＥＤドライバ １０２ 発光ダイオード １０３ フォトダイオード １０４ 受光アンプ １０５ エッジ検出回路 １０６、１０８ コンパレータ １０７、１０９ コンパレータ基準電圧 １１０、１１１ 分周回路 １１２、１１３ Ｄ−ＦＦ １１４、１１５ エッジ検出回路 １１６ ＳＲ−ＦＦ １１７ サンプリングクロック発生回路 １１８ 加算回路 １１９ 遅延回路

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光パルス信号を電気パルス信号に変換す
   る光−電気変換手段と、 前記電気パルス信号から、そのパルスの変化を示す第１
   のエッジ情報を検出する第１のエッジ検出手段と、 前記エッジ情報に基づいて量子化された信号を生成する
   量子化手段と、 前記量子化された信号から、その１／ｎ（ｎは２以上の
   整数）分周した１／ｎ分周信号を生成する分周手段と、 前記１／ｎ分周信号をサンプリングするサンプリング手
   段と、 前記サンプリング手段の出力信号から、そのパルスの変
   化を示す第２のエッジ情報を検出する第２のエッジ検出
   手段とを備えたことを特徴とする光受信伝送装置。
2. 【請求項２】 光パルス信号を電気パルス信号に変換す
   る光−電気変換手段と、 前記電気パルス信号から、エッジ情報を検出するエッジ
   検出手段と、 検出された前記エッジ情報に基づいて量子化された信号
   を生成する量子化手段と、 前記量子化された信号から、その１／ｎ（ｎは２以上の
   整数）分周した１／ｎ分周信号を生成する分周手段と、 、 前記１／ｎ分周信号をサンプリングするサンプリング手
   段と、 前記サンプリング手段の出力信号を演算する演算手段と
   を備えたことを特徴とする光伝送装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、排他的論理和演算を行
   うことを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、減算および絶対値演算
   を行うことを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
5. 【請求項５】 前記光−電気変換手段からの出力信号を
   所定の増幅率で増幅して前記第１のエッジ検出手段に入
   力する増幅率可変手段と、 前記第１のエッジ検出手段の出力信号の信号レベルを検
   出し、その検出結果に基づいて、前記増幅率可変手段を
   制御する信号レベル検出手段とをさらに備えたことを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光伝送装
   置。
6. 【請求項６】 前記信号レベル検出手段は、前記信号レ
   ベルとして、ピーク値、ＲＭＳ値又は平均値を検出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の光伝送装置。
7. 【請求項７】 前記第１のエッジ検出手段は、前記エッ
   ジ情報として立ち上がりエッジ情報と立ち下がりエッジ
   情報とを別々に検出し、 前記量子化手段、前記分周手段および前記サンプリング
   手段の動作は、前記立ち上がりエッジ情報と立ち下がり
   エッジ情報とで別々に行うことを特徴とする請求項１な
   いし６のいずれかに記載の光伝送装置。
8. 【請求項８】 パルス信号を受信するステップと、 前記パルス信号から、そのパルスの変化を示す立ち上が
   りエッジ情報および立下りエッジ情報を検出するステッ
   プと、 前記検出した立ち上がりエッジ情報および立ち下がりエ
   ッジ情報の検出に応じて、 ０と１が交互になるように量子化を行うステップを含む
   ことを特徴とする信号受信方法。
9. 【請求項９】 前記パルス信号は、光信号を変換して得
   られるものであることを特徴とする請求項８に記載の信
   号受信方法。
10. 【請求項１０】 前記光信号は空間中を伝播するもので
    あることを特徴とする請求項９に記載の信号受信方法。
11. 【請求項１１】 前記光信号は、光ファイバによって伝
    送されるものであることを特徴とする請求項９に記載の
    信号受信方法。
12. 【請求項１２】 前記光信号として、赤外線が用いられ
    ることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記
    載の信号受信方法。