JP2005086076A - 光送信装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の温度補償が高精度で、かつ、発光素子の温度補償範囲が広い光送信装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】光送信装置は、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の一例としてのＬＥＤ１と、このＬＥＤ１の周囲温度を検出する温度センサの一例としての温度/電圧変換部４と、この温度/電圧変換部４からの信号を受けて、非線形な光量温度特性に対応する補償信号を生成する補償信号生成手段１００と、補償信号生成手段１００から受けた補償信号に基いて発光素子を駆動する駆動部２とを備えている。
【選択図】図１

Description

光通信分野および光送信装置分野に関し、より詳しくは光送信装置及びその制御方法に関する。

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用いられることが多くなっている。光通信は現在、通信幹線系での使用が主になっているが、今後は家庭内での情報化に対応した機器間通信及びその機器のネットワーク化に於いて用いられることが予測されている。特に、光通信の持つ耐外乱ノイズ性、或いは、低不要輻射ノイズ性という特長から、最近では、車両内の機器間通信手段として脚光を浴びており、一部の車両では既に実装されるなど、今後この分野での成長が期待されている。

光通信を行う為には、通信媒体である光ファイバ及び光を送受信する為の送受信装置が必要である。光送受信装置の光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）或いはＬＤ（半導体レーザ）が多く用いられている。ＬＥＤ及びＬＤは、ドライバＩＣ（集積回路）等によって電流制御駆動されることで、送信信号に対応した発光駆動がなされ、送信光を生成する。

通信速度が１００Ｍｂｐｓ程度以下の通信システムの光源には、安価なＬＥＤが用いられる。また、ＬＥＤとＬＤでは一般に使用温度範囲がＬＥＤの方が高温・低温側共に広い。この為、耐環境性の要求されるシステムに於いて、ＬＥＤは光源として使用するのに好適である。

しかしながら、ＬＥＤの発光光量は、周囲温度変化や、電源電圧変動、駆動電流変動および経年変化等の要因で変動する。光通信システムに於いて、光源の発光光量が、通信システムが想定するレベル以上に変動することは、光受信器側の受信状態の悪化を意味し、正常な通信をできなくしてしまう。特に、光通信システムを車に搭載する場合、光源の周囲温度の変化をある程度見込む必要があり、光通信システムによる正常な通信を車内で行うことは困難である。

また、１００Ｍｂｐｓ以上の変調が可能な高速型ＬＥＤは単一量子井戸型構造を採るものが多い。単一量子井戸型構造の高速型ＬＥＤでは、ある温度を超えるとキャリア（Ｅ）が活性層に注入されずに無効電流となる「キャリアのオーバーフロー」と呼ばれる現象が起こり発光効率が低下する。その為、単一量子井戸型構造の高速型ＬＥＤは、その温度で非連続点が生じる非線形な光量温度特性を持つ。

従来、特開平６−２１６４０６号公報（特許文献１）や特開２００２−２３７９２７号公報（特許文献２）の光送信装置では、周囲温度によるＬＥＤの発光光量を変動を抑えるために、サーミスタ等の温度係数素子からＬＥＤの周囲温度を検知して、ＬＥＤの駆動電流を制御する。

しかしなら、一般にＬＥＤの発光光量は駆動電流が一定の場合、周囲温度が高温になるほど発光光量は低下し、且つ、ＬＥＤの光量温度特性は非線形であることも多く、ＬＥＤの仕様により様々である。一般に、温度補償用の温度係数素子としてサーミスタがよく用いられるが、サーミスタの温度特性は材料のＢ定数で決定される為、所望の非線形な温度補償特性を得るのが難しく、温度補償精度に限界がある。また、ダイオード等の温度特性を利用する場合もあるが、その場合も所望の非線形な温度特性を得るのは難しい。

したがって、上記温度係数素子を用いる場合は、温度補償精度を緩めるか、温度補償範囲を狭くせざるをえないという問題がある。
特開平６−２１６４０６号公報 特開２００２−２３７９２７号公報

そこで、本発明の課題は、発光素子の温度補償が高精度で、かつ、発光素子の温度補償範囲が広い光送信装置及びその制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、第１の発明の光送信装置は、非線形な光量温度特性を持つ発光素子と、上記発光素子の周囲温度を検出する温度センサと、上記温度センサからの信号を受けて、上記非線形な光量温度特性に対応する補償信号を生成する補償信号生成手段と、上記補償信号生成手段から受けた上記補償信号に基いて上記発光素子を駆動する駆動部とを備えたことを特徴としている。

上記構成の光送信装置によれば、上記温度センサは、発光素子の周囲温度を検出し、その周囲温度に対応する信号を送出する。この信号を受けた補償信号生成手段は、非線形な光量温度特性に対応する補償信号を生成する。この補償信号に基づいて駆動部が発光素子を駆動する。このように、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の光量温度補償を簡単な構成で対応することができるので、精度の良い、且つ、広温度範囲に於いて適用可能な温度補償を実現できる。つまり、上記発光素子の温度補償を高精度にすることができ、かつ、発光素子の温度補償範囲を広くすることができる。

一実施形態の光送信装置では、上記温度センサは、上記発光素子の周囲温度に対応する電圧を送出する温度/電圧変換部である。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記温度/電圧変換部は発光素子の周囲温度に対応する電圧を送出するものだから、装置の構成が複雑にならない。

一実施形態の光送信装置では、上記補償信号生成手段は、上記温度/電圧変換部から受けた電圧を制限して、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する少なくとも１つの電圧制限部と、上記温度/電圧変換部および上記電圧制限部から受けた電圧に基いて上記補償信号を生成する補償信号生成部とを有する。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記電圧制限部は、温度/電圧変換部から電圧を受け、制限した電圧を送出する。つまり、上記電圧制限部は、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する。上記電圧制限部が送出した電圧と、温度/電圧変換部が送出した電圧とは補償信号生成部に入力する。そして、上記補償信号生成部は、温度/電圧変換部および電圧制限部から受けた電圧に基いて上記補償信号を生成する。このように、上記温度/電圧変換部および電圧制限部から受けた電圧に基いて補償信号を生成するから、発光素子が持つ非線形な光量温度特性に対応する補償信号を容易に生成することができる。

一実施形態の光送信装置では、上記所定レベルは、上記光量温度特性の勾配または曲率が非連続または急激に変化する非連続点を示す電圧のレベルである。

ここで、「急激に変化する」とは、ある一定の温度範囲で光量温度特性の勾配または曲率が所定値以上変わることを意味する。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記所定レベルを、光量温度特性の勾配または曲率が非連続または急激に変化する非連続点を示す電圧のレベルに設定することにより、発光素子の光量温度特性の非線形カーブに合致した温度補償を行うことができ、補償精度が良くなる。

一実施形態の光送信装置では、上記電圧制限部は複数個あって、上記補償信号生成部は、上記温度/電圧変換部が送出する電圧と、上記複数の電圧制限部が送出する電圧との中から選択した電圧に基いて、上記補償信号を生成する。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記補償信号生成部による補償信号の生成は、温度/電圧変換部が送出する電圧と、複数の電圧制限部が送出する電圧との中から選択した電圧に基いて行うので、発光素子の温度補償の非線形対応の自由度が高く、かつ、温度補償の適用範囲が拡大する。

一実施形態の光送信装置では、上記補償信号生成部は、上記温度/電圧変換部が送出する電圧と、上記複数の電圧制限部が送出する電圧とを所定条件に基いて選択する。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記補償信号生成部は、温度/電圧変換部が送出する電圧と、複数の電圧制限部が送出する電圧とを所定条件に基いて選択するから、発光素子の使用条件に応じた最適な温度補償が可能となる。

一実施形態の光送信装置では、上記電圧制限部の前段に、自身に入力された電圧を可変して出力する入力電圧可変手段が設けられている。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記入力電圧可変手段を電圧制限部の前段に設けているので、発光素子の温度補償の非線形対応の自由度及び精度が向上する。

一実施形態の光送信装置では、上記入力電圧可変手段は、所定条件に基いて入力電圧を可変する。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記入力電圧可変手段は電圧制限部に入力する電圧を所定条件に基いて可変するから、発光素子の使用条件に応じた最適な温度補償が可能となる。したがって、上記発光素子の温度補償の適用範囲を更に拡大することが可能となる。

一実施形態の光送信装置では、上記所定条件は、上記発光素子の周囲温度と、上記発光素子の累積発光時間とのうちの少なくとも一方を用いて設定されている。

上記実施形態の光送信装置によれば、上記所定条件は、発光素子の周囲温度と、発光素子の累積発光時間とのうちの少なくとも一方を用いて設定するから、発光素子の使用条件に応じた最適な温度補償が可能となる。

第２の発明の光送信装置の制御方法は、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の周囲温度を検出する周囲温度検出ステップと、上記周囲温度から上記非線形な光量温度特性に応じた補償信号を生成する補償信号生成ステップと、上記補償信号に基いて上記発光素子を駆動する発光素子駆動ステップとを備えたことを特徴としている。

上記構成の光送信装置の制御方法によれば、まず、上記周囲温度検出ステップで、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の周囲温度を検出する。そして、上記補償信号生成ステップで、周囲温度から非線形な光量温度特性に応じた補償信号を生成する。さらに、上記発光素子駆動ステップで、補償信号に基いて発光素子を駆動する。このように、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の光量温度補償を簡単な構成で対応することができるので、精度の良い、且つ、広温度範囲に於いて適用可能な温度補償を実現できる。つまり、上記発光素子に対する温度補償精度を高くすることができ、かつ、発光素子の温度補償範囲を広くすることができる。

一実施形態の光送信装置の制御方法では、上記発光素子の周囲温度は、その周囲温度に対応する電圧を送出する温度/電圧変換部で検出する。

上記実施形態の光送信装置の制御方法によれば、上記温度/電圧変換部は発光素子の周囲温度に対応する電圧を送出するものだから、装置の構成が複雑にならない。

一実施形態の光送信装置の制御方法では、上記補償信号生成ステップは、上記温度/電圧変換部が送出した電圧を、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する少なくとも１つの電圧制限部で受けて、上記温度/電圧変換部および上記電圧制限部が送出した電圧に基いて上記補償信号を生成する。

上記実施形態の光送信装置の制御方法によれば、上記補償信号生成ステップは、温度/電圧変換部が送出した電圧を少なくとも１つの電圧制限部で受ける。この電圧制限部は、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する。上記電圧制限部が送出した電圧と、温度/電圧変換部が送出した電圧とに基いて上記補償信号を生成することにより、発光素子が持つ非線形な光量温度特性に対応する補償信号を容易に生成することができる。

第１の発明の光送信装置は、発光素子が持つ非線形な光量温度特性に対応する補償信号に基いて発光素子を駆動するから、発光素子の温度補償を高精度にすることができ、かつ、発光素子の温度補償範囲を広くすることができる。

第２の発明の光送信装置の制御方法は、発光素子が持つ非線形な光量温度特性に対応する補償信号に基いて発光素子を駆動部で駆動するから、発光素子の温度補償を高精度にすることができ、かつ、発光素子の温度補償範囲を広くすることができる。

以下、本発明の光送信装置およびその制御方法を図示の実施例により詳細に説明する。

図１に、本発明の実施例１の光送信装置の要部のブロック図を示す。

上記光送信装置は、非線形な光量温度特性を持つ発光素子の一例としてのＬＥＤ１と、このＬＥＤ１の周囲温度を検出する温度センサの一例としての温度/電圧変換部４と、この温度/電圧変換部４からの信号を受けて、非線形な光量温度特性に対応する補償信号を生成する補償信号生成手段１００と、補償信号生成手段１００から受けた補償信号に基いて発光素子を駆動する駆動部２とを備えている。

上記補償信号生成手段１００は、温度/電圧変換部４から受けた電圧を制限して、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する２つの電圧制限部５，６と、温度/電圧変換部４および電圧制限部５，６から受けた電圧に基いて上記補償信号を生成する補償信号生成部３とを有している。

また、上記ＬＥＤ１は光送信装置の光源であり、送信信号に応じた変調電流が印加されることによって、送信信号に対応する光信号を出力する。また、上記温度/電圧変換部４は、ＬＥＤ１の周囲温度を電圧出力に変換する。そして、上記電圧制限部５は、温度/電圧変換部４からの出力に対してある電圧レベル以上をクリップして出力する。つまり、上記電圧制限部５は、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する。一方、上記電圧制限部６は、電圧制限部５と同じ作用をするが、クリップする電圧が電圧制限部５とは異なる。

先にも述べたように、ＬＥＤは発光光量について周囲温度依存性を持ち、ＬＥＤに流す電流を一定とした場合、周囲温度が高温になるにしたがってＬＥＤの発光光量は低下する。ＬＥＤの発光光量の周囲温度特性はＬＥＤの構造をはじめとする仕様で変わり、ほぼリニアなものから非線形な特性のものまで様々である。

今、ＬＥＤ１に流す電流を一定値にした場合、ＬＥＤ１の発光光量の周囲温度特性が図２の様であったとする。つまり、ＬＥＤ１の光量温度特性が図２の様であったとする。図２に於いて、縦軸はＬＥＤ１の発光光量、横軸はＬＥＤ１の周囲温度、ＴminはＬＥＤ１の使用時の周囲温度範囲の下限値、ＴmaxはＬＥＤ１の使用時の周囲温度範囲の上限値である。また、上記周囲温度特性は、周囲温度がＴ_１，Ｔ２で非連続点が生じる非線形特性を有している。上記ＬＥＤ１の発光光量の変化分を補う光量を得るのに、ＬＥＤ１に印加する駆動電流を制御することで光量補償するものとする。

ＬＥＤ１の周囲温度を検出するために、温度/電圧変換部４をＬＥＤ１の近傍に配設する。温度/電圧変換部４として使用する素子としては例えばダイオードがある。ダイオードにある一定の電流を流した時には、そのアノード・カソード間に電位差が現れる。この電位差を順電圧Ｖfと呼ぶ。このＶfは温度依存性を有する。ダイオードのＶfの温度特性を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に於いて、縦軸はダイオードの順電圧Ｖf、横軸はダイオードの周囲温度（＝ＬＥＤ１の周囲温度）Ｔａである。温度/電圧変換部４として使用するダイオードはＶfの温度特性がリニアであるものが好ましい。ここで、温度/電圧変換部４の出力電圧をＶout０とする。

次に、上記電圧制限部５について説明する。電圧制限部５は一定の電圧値以上の入力電圧をクリップする。つまり、上記電圧制限部５は送出電圧を一定の電圧値以下に抑える。この様な電圧制限部５の一例としてはツェナダイオードがある。電圧制限部５が送出電圧をＶ１以下に抑えるとした場合、温度/電圧変換部４の出力電圧が電圧制限部５に入力した時、電圧制限部５の出力電圧とＬＥＤ１の周囲温度との関係は、図３（Ｂ）の実線で記したものになる。ここで、電圧制限部５の出力電圧をＶout１とする。また、上記Ｖ１の設定に当っては、ＬＥＤ１の光量温度特性における非連続点のＴ１に対応する電圧値をＶ１の値として用いる。

また、上記電圧制限部６はクリップ電圧をＶ２とする。つまり、上記電圧制限部６は送出電圧をＶ２以下に抑える。なお、Ｖ１≠Ｖ２である。また、上記Ｖ２の設定に当っては、ＬＥＤ１の光量温度特性における非連続点のＴ２に対応する電圧値をＶ２の値として用いる。ここで、上記電圧制限部６の出力電圧とＬＥＤ１の周囲温度との関係は、図３（Ｃ）の実線で記したものになる。ここで、上記電圧制限部６の出力電圧をＶout２とする。

次に、上記補償信号生成部３について説明する。補償信号生成部３には、上記で説明した温度/電圧変換部４及び電圧制限部５，６の出力電圧が入力する。補償信号生成部３では、これら入力信号を演算することで、所望の温度補償信号を生成する。具体的には、まず、補償信号生成部３は、温度/電圧変換部４の出力電圧Ｖout０、電圧制限部５の出力電圧Ｖout１及び電圧制限部６の出力電圧Ｖout２を加算する。その結果、図３（Ｄ）に記す温度特性曲線Ｓａが得られる。これは、Ｓａ＝Ｖout０＋Ｖout１＋Ｖout２で表すことができる。図３（Ｄ）を見ると判る様に、Ｓａの特性は温度Ｔ１及びＴ２に非連続点を持つ非線形なものになる。

ここで、ＬＥＤ１に印加する補償電流について考える。ＬＥＤ１は、印加する電流を増やすにつれて発光光量が増大する。よって、高温時に低下する発光光量を補償するには、光量低下分を補う光量を得るために必要な電流をＬＥＤ１の印加電流に足し込んでやればよい。

今、図２に示すＬＥＤ１の光量温度特性を見ると、この光量温度特性はＴ１，Ｔ２に於いて非連続点を持つ減衰特性を持つ。この減衰特性を補うためには、Ｔ１，Ｔ２に於いて非連続点を持つ増加特性を持つような補償電流を、ＬＥＤ１に与える印加電流に足しこむ必要がある。Ｓａ＝Ｖout０＋Ｖout１＋Ｖout２を所望の補償信号特性を示す様にする為には、更に次の演算を行う必要がある。演算後の信号をＳ１とすると、Ｓ１＝−Ｃ１・（Ｖout０＋Ｖout１＋Ｖout２）＋Ｃ_２（但し、Ｃ１＞０、Ｃ２＞０）で表される特性にしておけば、Ｔ１，Ｔ２に於いて非連続点を持つ増加特性を得ることができる。このＳ１とＴａとの関係を図３（Ｅ）に示す。

ここで、上記駆動部２の動作について概説する。駆動部２は補償信号生成部３からの補償信号Ｓ’が入力されない時は、ＬＥＤ１に対して一定の駆動電流Ｉ０を流しているものとする。この時のＬＥＤ１の発光光量をＰ０とする。また、Ｉ０の値は、図示しない装置内のマスタユニット（ＣＰＵ等）で設定されるものとする。次に、補償信号生成部３からの補償信号Ｓ’が入力された場合は、入力信号に基づいた補償電流Ｉ’をＩ０に足しこむ。即ち、ＬＥＤ１にはＩ０＋Ｉ’の電流が流れる。よって、ＬＥＤの光量は、補償電流Ｉ’による光量増加分Ｐ’が加えられ、Ｐ０＋Ｐ’に増加する。

上述した演算後の信号Ｓ１を示す式の中で、Ｃ１及びＣ２を適宜設定することにより、その信号Ｓ１を補償信号として扱うことができる。その場合、駆動部２はＳ１に基づいた補償電流Ｉ１をＩ０に足しこみ、ＬＥＤ１はＩ０＋Ｉ１の電流で駆動される。ＬＥＤ光量は、Ｉ１に相当する光量Ｐ１が付加され、温度変動により変動した光量を補うことができる。使用温度範囲の下限時に送信信仕様の光量が得られるようにＩ０を設定しておき、温度上昇時の光量補償時には、補償光量Ｐ１に必要なＩ１をＩ０に足しこむようにＳ１を設定しておくことで、光量の温度補償が可能となる。

ここで、補償信号生成部３での演算内容は、本実施例以外の演算であっても良く、使用するＬＥＤの温度補償に最適な補償制御信号が得られるように工夫されて良い。

例えば、Ｖout０、Ｖout１、Ｖout２の各傾きを調整したより精度の良い特性を得るには、Ｓ１＝−Ｃ１・（ａ・Ｖout０＋ｂ・Ｖout１＋ｃ・Ｖout２）＋Ｃ２（ａ，ｂ，ｃは定数）とすればよい。

上記実施例では、電源制限部は２つあったが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。電源制限部を３つ以上設けることにより、より多くの非連続点に対応することができる。また、温度/電圧変換部をＬＥＤ１そのものの順電圧を用いても良い。

図４に、本発明の実施例２の光送信装置の要部のブロック図を示す。また、図４において、図１に示した実施例１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。

上記実施例２の光送信装置に於いて、図１の実施例１との違いは、温度/電圧変換部４の出力電圧Ｖout０、電圧制限部５の出力電圧Ｖout１および電圧制限部６の出力電圧Ｖout２に加えて、電圧制限部７の出力電圧Ｖout３も補償信号生成部３に入力されるようにしたことである。

ＬＥＤ１は、素子バラツキや累積通信時間等により光量が変動する。本構成では、これらの変動に対して容易に対応できることを説明する。

使用するＬＥＤ１がある条件を満たす場合には、その条件に基いて補償信号生成部３はＶout０、Ｖout１、Ｖout２およびＶout３のうちのいずれかを選択し、選択したものから補償信号を演算・生成すれば、温度補償の自由度を高められ、温度補償の精度の向上、及び、適用範囲を広げることができる。

例えば、光送信装置の累積通信時間Ｔtotalを条件の要素として、Ｔtotal＜１００００時間という状態を条件１とし、１００００時間≦Ｔtotal＜３００００時間という状態を条件２とし、Ｔtotal≧３００００時間という状態を条件３とする。そして、条件１では補償信号生成部３の入力としてＶout０とＶout１を選択し、条件２では補償信号生成部３の入力としてＶout０とＶout２を選択し、条件３では補償信号生成部３の入力としてＶout０とＶout３を選択するとする。

以下、上記条件１〜３のそれぞれに応じた温度補償制御を、図５のフローチャートに従って説明する。

まず、処理がスタートすると、ステップＳ５１で、累積通信時間Ｔtotalを０と設定する（Ｔtotal＝０）。

次に、ステップＳ５２で、補償信号生成部３の入力電圧としてＶout０，Ｖout１を選択する（入力：Ｖout０，Ｖout１）。これにより、Ｖout０，Ｖout１が補償信号生成部３に入力される一方、Ｖout２，Ｖout３が補償信号生成部３に入力しなくなる。

次に、ステップＳ５３で、累積通信時間Ｔtotalが１００００時間を超えたか否かを判別する（Ｔtotal＞１００００時間）。累積通信時間Ｔtotalが１００００時間を超えている場合は、ステップＳ５４に進む。一方、累積通信時間Ｔtotalが１００００時間を超えていない場合は、ステップＳ５２に戻り、累積通信時間Ｔtotalが１００００時間を超えるまでステップＳ５２，Ｓ５３を繰り返す。

次に、ステップＳ５４で、補償信号生成部３の入力としてＶout０，Ｖout２を選択する（入力：Ｖout０，Ｖout２）。これにより、Ｖout０，Ｖout２が補償信号生成部３に入力する一方、Ｖout１，Ｖout３が補償信号生成部３に入力しなくなる。

次に、ステップＳ５５で、累積通信時間Ｔtotalが３００００時間を超えたか否かを判別する（Ｔtotal＞３００００時間）。累積通信時間Ｔtotalが３００００時間を超えている場合は、ステップＳ５４に進む。一方、累積通信時間Ｔtotalが３００００時間を超えていない場合は、ステップＳ５２に戻り、累積通信時間Ｔtotalが３００００時間を超えるまでステップＳ５４，Ｓ５５を繰り返す。

最後に、ステップＳ５６で、補償信号生成部３の入力としてＶout０，Ｖout３を選択する（入力：Ｖout０，Ｖout３）。つまり、Ｖout０，Ｖout３が補償信号生成部３に入力する一方、Ｖout１，Ｖout２が補償信号生成部３に入力しないように、補償信号生成部３を設定して処理を終了する。

また、ＬＥＤ１の発光光量の制御に関係する条件の判断及びその条件に基づく選択制御は、図示しない装置内のマスタユニット（ＣＰＵ等）から行われる。

この様に、補償信号生成部３は各条件に応じてＶout０、Ｖout１、Ｖout２およびＶout３のうちのいずれかを選択するので、補償信号生成部３の入力は各条件応じて変化し、ＬＥＤ１の発光光量を補償制御するための信号を各条件に応じて補償信号生成部３で最適に生成することができる。つまり、最適な補償制御信号を演算・生成することができ、温度補償精度の向上、及び、適用範囲を広げることができる。

また、電圧制限部の数は、条件に応じて増減することで、より最適な補償に対応することができる。

上記実施例２では、Ｖout０、Ｖout１、Ｖout２およびＶout３の選択は累積通信時間に基いて行っていたが、ＬＥＤ１の周囲温度とＬＥＤ１の累積発光時間とに基づいて行ってもよい。

図６に、本発明の実施例３の光送信装置の要部のブロック図を示す。また、図６において、図１に示した実施例１の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。

上記実施例３の光送信装置は、電圧制限部５の前段に入力電圧可変手段の一例としての入力可変部９を備えている。温度/電圧変換部４からの送出電圧は、電圧制限部５の前段に設置された入力可変部９に入力される。入力可変部９には、抵抗値ＶＲの可変抵抗８を設けている。これにより、温度/電圧変換部４からの送出電圧は可変抵抗８にて調節可能となる。入力可変部９の出力電圧Ｖout０’は、Ｖout０’＝ｋ・Ｖout０で表され、Ｖout０特性の傾きを可変できることになる。つまり、温度/電圧変換部４の出力電圧とＬＥＤ１の周囲温度との関係を示す直線の傾きを変更することができる。電圧制限部５にＶout０’を入力すると、電圧制限部５の出力電圧は、図７の点線のように、入力可変部９で設定した範囲内で調節できる。即ち、非線形特性の非連続点Ｔ１の値をＴ１’からＴ１”までの間で可変できることになる。

この様に、電圧制限部５の前段に入力可変部９を設ければ、素子バラツキ、或いは、種類が違う等による非連続点の異なるＬＥＤの温度補償に容易に対応することができ、光源に使用できるＬＥＤの適用範囲を増やすことができる。

尚、上記実施例３の構成は、これまでの実施例１，２のいずれに於いても実施可能であるので、実施例１〜３を適宜組合わせることにより、更に広範囲・高精度な温度補償が可能になる。

上記実施例３において可変抵抗８として電子可変抵抗を用いれば、非連続点の調整が電気的に可能になる。電子可変抵抗を含む入力可変部を備えた光送信装置は、光送信装置に使用するＬＥＤがある条件に当てはまる場合には、その条件に応じた抵抗値に調整することを自動化できるので、ＬＥＤ１の発光光量の変動を抑えるための制御が極めて簡便になる。この様な光送信装置について以下の実施例４で詳述する。

ＬＥＤに一定の電流を流している場合、ＬＥＤの発光光量はＬＥＤへの累積通電時間が長くなるほど低下する。この様なＬＥＤの発光光量の低下を補う為に、ＬＥＤに流す電流値を累積通電時間と共に大きくするという方法がある。光通信機器では、ＬＥＤへの累積通電時間は累積通信時間と概ね同等となる。

上述の様に、ＬＥＤに流す電流値を累積通信時間と共に可変制御する光送信装置では、ＬＥＤに流す電流量の大きさによって、ＬＥＤの周囲温度に対する光量温度特性が異なる。これについて図８を用いて説明する。まず、累積通信時間Ｔtotal＜３００００時間を条件１とし、Ｔtotal≧３００００時間を条件２とする。初期状態（累積通信時間が３０００時間未満）のＬＥＤ、つまり条件１のＬＥＤは、図８の実線で示す様な光量温度特性を表わす。ＬＥＤは累積通信時間が増えるにつれて発光光量は低減する。そして、ＬＥＤの累積通信時間が３０００時間以上（条件２）になると、ＴminでのＬＥＤの発光光量は、初期状態のＴminでのＬＥＤの発光光量よりも少なくなる。そこで、条件２におけるＴminでのＬＥＤの発光光量を初期状態におけるＴminでのＬＥＤの発光光量と同じにするために、ＬＥＤの駆動電流を増やすと、ＬＥＤは図８の点線に示す様な光量温度特性を示す。その様にＬＥＤの駆動電流を増やすと、ＴminでのＬＥＤの発光光量は回復するが、ＬＥＤの駆動電流が増えた為に、ＬＥＤでの発熱量が増大し、周囲温度特性としては初期状態の特性よりも非連続点が下がってします。具体的には、条件２では、一方の非連続点はＴ１よりも小さいＴ１’となると共に、他方の非連続点もＴ２よりも小さいＴ２’となる。

この様な場合のＬＥＤの光量温度補償を行うために、図９の構成を光送信装置に用いる。図９の光送信装置は、図１の光送信装置に対して、電圧制限部５，６の前段に入力可変部９，１０を設けたものである。図９の光送信装置では、入力可変部９が含む可変抵抗の抵抗値がＶＲＡである一方、入力電圧可変手段の一例としての入力可変部１０が含む可変抵抗の抵抗値がＶＲＢとなっている。条件１及び条件２での非連続点温度（Ｔ１，Ｔ１’，Ｔ２，Ｔ２’）が予めわかっている場合、その非連続点温度に対応する様に可変抵抗の抵抗値を予め設定できる。条件１での可変抵抗の抵抗値をＶＲＡ＝Ｒ１、ＶＲＢ＝Ｒ２とし、条件２での可変抵抗の抵抗値をＶＲＡ＝Ｒ３、ＶＲＢ＝Ｒ４とすると、図１０に示すフローチャートに従ってＶＲＡ及びＶＲＢを制御すれば、ＬＥＤの累積通信時間に応じた温度補正が可能となる。

以下、図１０のフローチャートの制御について説明する。

まず、処理が開始すると、ステップＳ１０１で、入力可変部９が含む可変抵抗の抵抗値をＲ１と設定する一方、入力可変部１０が含む可変抵抗の抵抗値をＲ_２と設定する（ＶＲＡ＝Ｒ１、ＶＲＢ＝Ｒ２）。

次に、ステップＳ１０２で、条件１に関する判別を行う。より詳しく説明すると、ＬＥＤ１の累積通信時間が３０００未満である場合、ＬＥＤの累積通信時間が３０００以上となるまでステップＳ１０２を繰り返す。

最後に、ステップＳ１０３で、入力可変部９が含む可変抵抗の抵抗値をＲ３と設定する一方、入力可変部１０が含む可変抵抗の抵抗値をＲ４と設定する（ＶＲＡ＝Ｒ３、ＶＲＢ＝Ｒ４）と、処理が終了する。

以上のような条件の判断及び条件に基くＶＲ制御は、つまりＬＥＤの累積通信時間に応じて入力可変部９，１０の可変抵抗の抵抗値を変更する制御は、図示しない装置内のマスタユニット（ＣＰＵ等）によって行われるものとする。この様な対応が行えることから、長時間の累積通信時間に渡って通信機器の使用が可能になる。

尚、上記実施例４の構成は上記実施例１〜３のいずれに於いても実施可能であるので、実施例１〜４を適宜組み合せることにより、更に広範囲・高精度な温度補償が可能になる。

上記実施例１〜４では、温度センサの一例として温度/電圧変換部を用いていたが、温度/電圧変換部以外のセンサを用いてもよい。

上記実施例１〜４では、補償信号生成手段は、電圧制限部、温度/電圧変換部補償信号生成部で構成したり、電圧制限部、温度/電圧変換部補償信号生成部および入力可変部で構成したりしていたが、デジタル回路や、ソフトウェアを記憶した記憶装置などで構成してもよい。

図１は本発明の実施例１の光送信装置の要部のブロック図である。 図２はＬＥＤの周囲温度特性を示す図である。 図３は上記実施例１を説明するための図である。 図４は本発明の実施例２の光送信装置の要部のブロック図である。 図５は上記実施例２の光送信装置の処理に関するフローチャートである。 図６は本発明の実施例３の光送信装置の要部のブロック図である。 図７は上記実施例３を説明するための図である。 図８は本発明の実施例４を説明するための図である。 図９は本発明の実施例４の光送信装置の要部のブロック図である。 図１０は上記実施例４の光送信装置の処理に関するフローチャートである。

符号の説明

１ ＬＥＤ
２ 駆動部
３ 補償信号生成部
４ 温度/電圧変換部
５，６，７ 電圧制限部
８ 可変抵抗
９，１０ 入力可変部
１００ 補償信号生成手段

Claims (12)

1. 非線形な光量温度特性を持つ発光素子と、
   上記発光素子の周囲温度を検出する温度センサと、
   上記温度センサからの信号を受けて、上記非線形な光量温度特性に対応する補償信号を生成する補償信号生成手段と、
   上記補償信号生成手段から受けた上記補償信号に基いて上記発光素子を駆動する駆動部と
   を備えたことを特徴とする光送信装置。
2. 請求項１に記載の光送信装置に於いて、
   上記温度センサは、上記発光素子の周囲温度に対応する電圧を送出する温度/電圧変換部であることを特徴とする光送信装置。
3. 請求項２に記載の光送信装置に於いて、
   上記補償信号生成手段は、
   上記温度/電圧変換部から受けた電圧を制限して、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する少なくとも１つの電圧制限部と、
   上記温度/電圧変換部および上記電圧制限部から受けた電圧に基いて上記補償信号を生成する補償信号生成部と
   を有することを特徴とする光送信装置。
4. 請求項３に記載の光送信装置に於いて、
   上記所定レベルは、上記光量温度特性の勾配または曲率が非連続または急激に変化する非連続点を示す電圧のレベルであることを特徴とする光送信装置。
5. 請求項３に記載の光送信装置に於いて、
   上記電圧制限部は複数個あって、
   上記補償信号生成部は、上記温度/電圧変換部が送出する電圧と、上記複数の電圧制限部が送出する電圧との中から選択した電圧に基いて、上記補償信号を生成することを特徴とする光送信装置。
6. 請求項５に記載の光送信装置に於いて、
   上記補償信号生成部は、上記温度/電圧変換部が送出する電圧と、上記複数の電圧制限部が送出する電圧とを所定条件に基いて選択することを特徴とする光送信装置。
7. 請求項３に記載の光送信装置に於いて、
   上記電圧制限部の前段に、自身に入力された電圧を可変して出力する入力電圧可変手段が設けられていることを特徴とする光送信装置。
8. 請求項５に記載の光送信装置に於いて、
   上記入力電圧可変手段は、所定条件に基いて入力電圧を可変することを特徴とする光送信装置。
9. 請求項６または８に記載の光送信装置に於いて、
   上記所定条件は、上記発光素子の周囲温度と、上記発光素子の累積発光時間とのうちの少なくとも一方を用いて設定されていることを特徴とする光送信装置。
10. 非線形な光量温度特性を持つ発光素子の周囲温度を検出する周囲温度検出ステップと、
    上記周囲温度から上記非線形な光量温度特性に応じた補償信号を生成する補償信号生成ステップと、
    上記補償信号に基いて上記発光素子を駆動する発光素子駆動ステップと
    を備えたことを特徴とする光送信装置の制御方法。
11. 請求項１０に記載の光送信装置の制御方法に於いて、
    上記発光素子の周囲温度は、その周囲温度に対応する電圧を送出する温度/電圧変換部で検出することを特徴とする光送信装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載の光送信装置の制御方法において、
    上記補償信号生成ステップは、上記温度/電圧変換部が送出した電圧を、所定レベル以上の電圧が入力されたときには一定レベルの電圧を送出する少なくとも１つの電圧制限部で受けて、上記温度/電圧変換部および上記電圧制限部が送出した電圧に基いて上記補償信号を生成することを特徴とする光送信装置の制御方法。

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