JP2011254105A - 光伝送システム、光伝送モジュール、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で低消費電力の光伝送モジュールを提供する。
【解決手段】ＶＣＳＥＬである発光素子と、該発光素子に電流を供給する駆動回路と、周囲の温度に応じた信号が自律的に出力される信号回路とを備え、上記電流は、上記信号によって、発光素子の温度特性に対応するように調整される。また、上記ＶＣＳＥＬは、温度に対して閾値電流が単調増加するように共振器長が設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送モジュール等に用いられる発光素子の出力制御に関するものである。

光伝送モジュール等には、レーザーダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子が用いられ
る。半導体発光素子は電気信号を光信号に変換し、光ファイバ等に出力する。この半導体
発光素子は一般に温度特性を有する。例えば、レーザーダイオードの駆動電流−出力特性
（Ｉ−Ｐ特性）には温度依存性があり、閾値電流やＩ―Ｐ特性の傾き（ＳＥ）は温度によ
って変化する。したがって、レーザーダイオードの光出力を一定に制御するためには、温
度に応じて駆動電流を調整する必要がある。

特許文献１には、レーザーダイオードの光出力を制御するための構成が開示されている
。すなわち、特許文献１記載の光送信器は、レーザーダイオードと、レーザーダイオード
を駆動する駆動回路と、モニタフォトダイオード（ＰＤ）、演算処理回路、記憶部、およ
び光出力モニタ信号生成部を含むフィードバック回路と、温度センサとを備える。なお、
記憶部はレーザーダイオードおよび駆動回路並びにモニタＰＤに関する温度特性情報を格
納し、光出力モニタ信号生成部は、モニタＰＤからの出力信号に基づき光出力モニタ信号
を生成する。

この光送信器では、フィードバック回路において、演算処理部が、光出力モニタ信号生
成部からの光出力モニタ信号および温度センサからの温度モニタ信号を受けて記憶部内の
温度特性情報を読み取り、駆動電流（変調電流Ｉｍｏｄおよび閾値電流Ｉｔｈ）の各値を
制御する制御信号を生成する。そして、この制御信号を受けた駆動回路において、レーザ
ーダイオードの光出力が一定（目標値）となるように駆動電流が調整される。

ＷＯ２００２／０６９４６４（２００２年９月６日公開）

しかしながら、上記構成では、モニタフォトダイオード（ＰＤ）、演算処理回路、記憶
部、および光出力モニタ信号生成部を含むフィードバック回路が必要であるため、光送信
器が大型化してしまう。加えて、このフィードバック回路での消費電力も問題となる。こ
れらの問題は、小型・低消費電力が求められるモバイル装置（例えば、携帯電話）用のデ
ータ伝送モジュールでより顕著なものとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で低消費電力の光
伝送モジュールを提供する点にある。

本発明の発光素子回路は、上記課題を解決するために、発光素子と、該発光素子に電流
を供給する駆動回路と、周囲の温度に応じた信号が自律的に出力される信号回路とを備え
、上記信号は、上記電流を、上記発光素子の温度特性に対応するように調整することを特
徴とする。

本構成によれば、上記信号によって発光素子に供給する電流を発光素子の温度特性に適
応した値にできるため、余分なマージン分を減らし、低消費電力化を実現できる。また、
本信号回路は自律的に上記信号を出力するため、フィードバック回路や演算処理回路ある
いは記憶回路が不要となり、さらなる低消費電力化とモジュールの小型化を図ることがで
きる。

本発明の光伝送システムは、上記発光素子回路を備え、上記発光素子はデータ送信用の
発光素子であり、上記電流が、変調電流およびバイアス電流の少なくとも一方を含んでい
ることを特徴とする。こうすれば、小型・低消費電力の光伝送システムを実現できる。

上記光伝送システムにおいては、上記電流が、変調電流およびバイアス電流からなって
いても良い。この場合、上記信号が、上記変調電流およびバイアス電流それぞれを、発光
素子の温度特性に対応するように調整することが好ましい。こうすれば、発光素子に供給
する変調電流およびバイアス電流それぞれを発光素子の温度特性に適応したものにできる
ため、余分なマージン分をさらに減らし、一層の低消費電力化を実現できる。

また、上記光伝送システムにおいては、上記発光素子にＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レ
ーザ）を用いることができる。この場合、上記ＶＣＳＥＬは、温度に対して閾値電流が単調増加するように共振器長が設定されていることが好ましい。

また、本発明の光伝送モジュールは、上記光伝送システムと、光データ受信用の受光素
子とを備えることを特徴とする。

また、本発明の光伝送モジュールは、光データ送信用の発光素子と、上記発光素子に電
流を供給する駆動回路と、光データ受信用の受光素子と、周囲の温度に応じた信号が自律
的に出力される信号回路とを備え、上記信号は、上記電流を、発光素子の温度特性および
受光素子の温度特性に対応するように調整することを特徴とする。

本構成によれば、上記信号によって発光素子に供給する電流を発光素子の温度特性およ
び受光素子に適応した値にできるため、余分なマージン分を減らし、低消費電力化を実現
できる。また、本信号回路は自律的に上記信号を出力するため、フィードバック回路や演
算処理回路あるいは記憶回路が不要となり、さらなる低消費電力化とモジュールの小型化
を図ることができる。

本発明の光伝送モジュールは、請求項１記載の発光素子回路を含む第１の光モジュール
と、光伝送路と、光データ受信用の受光素子を含む第２の光モジュールとを備え、上記光
伝送路の一方の端部に上記第１の光モジュールが設けられ、該光伝送路の他方の端部に上
記第２の光モジュールが設けられていることを特徴とする。この場合、上記光伝送路は、
光導波路であっても良く、この光導波路はポリマー導波路であっても良い。また、上記光
導波路は、フレキシブル性を有していても良い。

また、本発明の電子機器は、上記光伝送モジュールを備えることを特徴とする。

以上のように、本発明の発光素子回路によれば、信号回路から自律的に出力される信号
が、発光素子に供給する電流を、発光素子の温度特性に適応した値に調整するため、余分
なマージン分を減らし、低消費電力化を実現することができる。また、本信号回路は上記
信号を自律的に出力するため、さらなる低消費電力化とモジュールの小型化を図ることが
できる。

本光伝送モジュールの送信部の構成を示すブロック図である。 上記送信部の一具体例を示すブロック図である。 第１の信号生成回路の一具体例を示す回路図である。 第２の信号生成回路の一具体例を示す回路図である。 第１の信号生成回路に設けられる回路素子（抵抗）の温度特性を示す表である。 第１の信号生成回路に設けられる回路素子（抵抗）の温度特性を示すグラフである。 第２の信号生成回路におけるコレクタ電流の温度特性を示すグラフである。 第２の信号生成回路におけるエミッタ−コレクタ電圧の温度特性を示すグラフである。 駆動回路の一具体例を示す回路図である。 発光素子に供給される変調電流Ｉｍｏｄの振幅の温度特性を示すグラフである。 発光素子に供給される変調電流Ｉｂｉａｓの温度特性を示すグラフである。 （ａ）（ｂ）は、本実施の形態における変調電流Ｉｍｏｄおよびバイアス電流Ｉｂｉａｓの温度特性を説明するグラフである。 本光伝送モジュールの構成を示す模式図である。 発光素子（ＶＣＳＥＬ）の電流−出力特性の温度依存性を示すグラフである。 発光素子（ＶＣＳＥＬ）の閾値電流の温度特性を示すグラフである。 発光素子（ＶＣＳＥＬ）のＳＥ（電流−出力特性の傾き）の温度依存性を示すグラフである。 本光伝送モジュールの送信部の変形例を示すブロック図である。 上記送信部の他の変形例を示すブロック図である。 上記送信部の他の変形例を示すブロック図である。 上記送信部の他の変形例を示すブロック図である。 ＶＣＳＥＬの共振器長を説明する模式図である。 （ａ）は、本光伝送モジュールを備えた折り畳み式携帯電話の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、本光伝送モジュールが適用されている部分のブロック図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した折り畳み式携帯電話における、ヒンジ部の透視平面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る光伝送モジュールを備えた印刷装置の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した印刷装置の主要部を示すブロック図であり、（ｃ）および（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）した場合の、光伝送路（光導波路）の湾曲状態を示す斜視図である。 本光伝送モジュールを備えたハードディスク記録再生装置の外観を示す斜視図である。

本実施の形態を図１〜図２０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１３は本
発明の光伝送モジュールの一構成例を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送
モジュール１は、送信部２、光導波路８、および受信部５を備える。送信部２は、例えば
ＶＣＳＥＬを用いた（送信用の）発光素子４と、出力調整回路１１（信号回路）と、ドラ
イバ回路３（駆動回路）とを備える。また、受信部５は、ＰＤ等の（受信用の）受光素子
６と、アンプ回路７とを備える。

出力調整回路１１とドライバ回路３は電源Ｖｃｃに接続している。また、光導波路（光
伝送路）８は、例えばポリマー導波路であり、フレキシブル性を有することが好ましい。
なお、本光伝送モジュール１は、例えば、携帯電話のＣＰＵ基板およびＬＣＤ基板間のデ
ータ伝送用に好適に用いられる。

図１は、送信部の一具体例を示すブロック図である。同図に示すように、送信部２にお
いては、ドライバ回路３に、ＣＰＵ等から送られる変調信号（Ｍｓ−・Ｍｓ＋）と、出力
調整回路１１から出力された信号とが入力される。ここで、出力調整回路１１は、外部（
発光素子からのフィードバック回路や演算処理回路等）の制御を受けることなく自律的に
、周囲の温度に応じた信号を出力する。ドライバ回路３は、変調電流Ｉｍｏｄとバイアス
電流Ｉｂｉａｓとを生成し、これらの総和を駆動電流Ｉｄとして発光素子４に供給する。

図２は、上記の送信部をより具体的に示したブロック図である。同図に示すように、出
力調整回路１１は、第１の信号生成回路と、第２の信号生成回路とを備え、ドライバ回路
３は、変調電流供給回路３ａと、バイアス電流供給回路３ｂとを備える。

第１の信号生成回路１１ａは温度に応じた第１の信号ＭＣＡＳを自律的に出力し、変調
電流供給回路３ａは、この第１の信号ＭＣＡＳを受けて温度に応じた変調電流Ｉｍｏｄを
生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第１の信号ＭＣＡＳは、変調電流供給
回路３ａが生成する変調電流Ｉｍｏｄを直接調整する。

また、第２の信号生成回路１１ｂは温度に応じた第２の信号ＢＣＡＳを自律的に出力し
、バイアス電流供給回路３ｂは、この第２の信号ＢＣＡＳを受けて温度に応じたバイアス
電流Ｉｂｉａｓを生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第２の信号ＢＣＡＳ
は、変調電流供給回路３ｂが生成する変調電流Ｉｂｉａｓを直接調整する。

図９は、変調電流供給回路およびバイアス電流供給回路からなるドライバ回路の一具体
例である。

図９に示すように、変調電流供給回路３ａは、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４とＮＰＮ型のバイポ
ーラトランジスタＴＲ３０〜３２とを備える。トランジスタＴＲ３０は、そのコレクタが
抵抗Ｒ２０を介してＶｃｃに接続され、そのエミッタが抵抗Ｒ２２を介してトランジスタ
ＴＲ３２のコレクタに接続される。このトランジスタＴＲ３０のベースには変調信号Ｍｓ
＋が与えられる。また、トランジスタＴＲ３１は、そのコレクタが抵抗Ｒ２１を介してＶ
ｃｃに接続され、そのエミッタが抵抗Ｒ２３を介してトランジスタＴＲ３２のコレクタに
接続される。このトランジスタＴＲ３１のベースには変調信号Ｍｓ−が与えられる。また
、トランジスタＴＲ３２のエミッタには抵抗Ｒ２４を介してＧＮＤが接続され、トランジ
スタＴＲ３２のベースには第１の信号ＭＣＡＳが与えられる。上記構成によれば、トラン
ジスタＴＲ３０およびＴＲ３１が変調信号を電流変換し、この電流を、トランジスタＴＲ
３２が第１の信号（ＭＣＡＳ）に基づいて増幅する。これにより、トランジスタＲ３０の
コレクタおよび抵抗Ｒ２０間のノードあるいはトランジスタＲ３１のコレクタおよび抵抗
Ｒ２１間のノードから変調電流Ｉｍｏｄが取り出される。

また、図９に示すように、バイアス電流供給回路３ｂは、抵抗Ｒ２５・Ｒ２６とＮＰＮ
型のバイポーラトランジスタＴＲ３３とを備える。トランジスタＴＲ３３は、そのコレク
タが抵抗Ｒ２５を介してＶｃｃに接続され、そのエミッタが抵抗Ｒ２６を介してＧＮＤが
接続される。トランジスタＴＲ３３のベースには第２の信号ＢＣＡＳが与えられる。上記
構成によれば、Ｖｃｃからの電流を、トランジスタＴＲ３３が第２の信号ＢＣＡＳに基づ
いて増幅する。これにより、抵抗Ｒ２５およびトランジスタＲ３３のコレクタ間のノード
からバイアス電流Ｉｂｉａｓが取り出される。

本実施の形態では、温度に応じた第１の信号ＭＣＡＳが、変調電流Ｉｍｏｄを、送信用
発光素子４の温度特性に対応するように自動制御（調整）し、温度に応じた第２の信号Ｂ
ＣＡＳが、バイアス電流Ｉｂｉａｓを、送信用発光素子４の温度特性に対応するように自
動制御（調整）する。

すなわち、ＶＣＳＥＬを用いた発光素子４は温度特性を有しており、その閾値電流Ｉｔ
ｈは、温度に対し、−３０（℃）付近に軸をもつ下に凸の二次曲線に沿って変化し（図１
４・図１５参照）、その電流−出力（Ｉ−Ｐ）特性の傾きＳＥは、温度に対してリニアに
減少する（図１４・図１６参照）。このような発光素子４の温度特性に対応するように、
本実施の形態では、変調電流Ｉｍｏｄの振幅が、温度に対してリニアに増加する温度特性
を有し（図１０参照）、バイアス電流Ｉｂｉａｓが、温度に対して−３０℃付近を軸とす
る下に凸の二次曲線に沿って変化する（すなわち、実使用温度範囲おいて逓増する）温度
特性を有している（図１１参照）。例えば、０＜Ｔ２＜Ｔ３の場合、図１２（ａ）（ｂ）
に示すように、Ｔ３における変調電流Ｉｍｏｄの振幅はＴ２における変調電流Ｉｍｏｄの
振幅より大きく、Ｔ３におけるバイアス電流ＩｂｉａｓもＴ２におけるバイアス電流Ｉｂ
ｉａｓより大きくなっている。

ここで、第１の信号生成回路１１ａは、変調電流Ｉｍｏｄを上記の温度特性を有するよ
うに直接調整しうる第１の信号ＭＣＡＳを自律的に出力する。このため、第１の信号生成
回路１１ａは、例えば図３のように構成される。すなわち、第１の信号生成回路１１ａは
、電源ＶｃｃとＧＮＤとの間に抵抗ＲｎｉｃｒおよびＲｃｕが直列に接続された構成であ
り、抵抗ＲｎｉｃｒおよびＲｃｕ間のノードから、出力（Ｖｏｕｔ）として第１の信号Ｍ
ＣＡＳが取り出される。この抵抗ＲｎｉｃｒおよびＲｃｕは温度特性を有し、各抵抗（Ｒ
ｃｕ・Ｒｎｉｃｒ）の抵抗値は温度によって図５のように変化し、これによって、Ｖｏｕ
ｔ（第１の信号ＭＣＡＳ）は、温度に対して直線的（単調に）に増加する（図６参照）。

一方、第２の信号生成回路１１ｂは、バイアス電流Ｉｂｉａｓを上記の温度特性を有す
るように直接調整しうる第２の信号ＢＣＡＳを自律的に出力する。このため、第２の信号
生成回路１１ｂは、例えば図４のように構成される。すなわち、第２の信号生成回路１１
ｂは、トランジスタＴｒ、抵抗Ｒｃ、抵抗Ｒｅ、抵抗Ｒ１〜Ｒ２、およびオペアンプ（Ａ
ＭＰ）を備える。トランジスタＴｒは、そのコレクタが抵抗Ｒｃを介してノードｎ１に接
続され、そのエミッタが抵抗Ｒｅを介してノードｎ３に接続され、そのベースがノードｎ
２に接続されている。ノードｎ１はＶｃｃに接続され、ノードｎ１・ｎ２間には抵抗Ｒ１
が配され、ノードｎ２・ｎ３間には抵抗Ｒ２が配される。さらに、ノードｎ１およびトラ
ンジスタＴｒのエミッタが、負帰還がなされたオペアンプの各入力に接続され、オペアン
プの出力（Ｖｏｕｔ）として第２の信号ＢＣＡＳが取り出される。なお、ノードｎ３およ
びトランジスタＴｒのコレクタを、負帰還がなされたオペアンプの各入力に接続しても良
い。

ここで、抵抗Ｒｃ、抵抗Ｒｅ、抵抗Ｒ１〜Ｒ２の各抵抗値は、温度によらず図４のとお
りであるが、トランジスタＴｒは温度特性を有しており、抵抗Ｒｃを流れる電流Ｉｃは温
度によって図７のように変化する。これによって、Ｖｏｕｔ（第２の信号ＢＣＡＳ）は、
図８に示すように、温度に対して、−３０℃付近を軸とする下に凸の二次曲線に沿って変
化する（すなわち、実使用温度範囲においては逓増する）。

以上のように、本光伝送モジュール１の送信部２によれば、バイアス電流Ｉｂｉａｓお
よび変調電流Ｉｍｏｄを発光素子４の温度特性に適応したものにできるため、余分なマー
ジン分が減り、低消費電力化を実現できる。また、ＰＤを含むフィードバック回路や演算
処理回路あるいは記憶回路が不要であるため、さらなる低消費電力化とモジュールの小型
化を図ることができる。

なお、本光伝送モジュール１の送信部２を図１７のように構成することもできる。すな
わち、バイアス電流についてはフィードバック調整を行う。同図に示すように、送信部２
は、出力調整回路１１と、ドライバ回路３と、フィードバック回路４０とを備える。出力
調整回路１１は第１の信号生成回路１１ａを備え、ドライバ回路３は変調電流供給回路３
ａとバイアス電流供給回路３ｃとを備える。第１の信号生成回路１１ａは温度に応じた第
１の信号ＭＣＡＳを自律的に出力し、変調電流供給回路３ａは、この第１の信号ＭＣＡＳ
を受けて温度に応じた変調電流Ｉｍｏｄを生成し、これを発光素子４に供給する。バイア
ス電流供給回路３ｃは、フィードバック回路４０からの信号を受けて発光素子４０の出力
に応じたバイアス電流Ｉｂｉａｓを生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第
１の信号ＭＣＡＳは、変調電流Ｉｍｏｄを直接調整する。

また、本光伝送モジュール１の送信部２を図１８のように構成することもできる。すな
わち、出力調整回路１１に温度センサ（図示せず）を設ける。同図に示すように、出力調
整回路１１は、温度センサを有する第１の信号生成回路１１ｘと、温度センサを有する第
２の信号生成回路１１ｙとを備え、ドライバ回路３は、変調電流供給回路３ｄと、バイア
ス電流供給回路３ｅとを備える。第１の信号生成回路１１ｘは温度に応じて第１の信号Ｍ
ＴＡＳを自律的に出力し、変調電流供給回路３ｄは、この第１の信号ＭＴＡＳを受けて温
度に応じた変調電流Ｉｍｏｄを生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第１の
信号ＭＴＡＳは、変調電流Ｉｍｏｄを直接調整する。
第２の信号生成回路１１ｙは温度に応じて第２の信号ＢＴＡＳを自律的に出力し、変調電
流供給回路３ｅは、この第２の信号ＢＴＡＳを受けて温度に応じたバイアス電流Ｉｂｉａ
ｓを生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第２の信号ＢＴＡＳは、バイアス
電流Ｉｂｉａｓを直接調整する。

また、本光伝送モジュール１の送信部２を図１９のように構成することもできる。すな
わち、出力調整回路１１から出力される信号を共通とする。同図に示すように、出力調整
回路１１は、信号生成回路１１ｚを備え、ドライバ回路３は、変調電流供給回路３ｆと、
バイアス電流供給回路３ｇとを備える。信号生成回路１１ｚは温度に応じて（共通の）信
号ＣＡＳを自律的に出力し、変調電流供給回路３ｆは、この信号ＣＡＳを受けて温度に応
じた変調電流Ｉｍｏｄを生成し、これを発光素子４に供給する。また、変調電流供給回路
３ｅも、上記（共通）信号ＣＡＳを受けて温度に応じたバイアス電流Ｉｂｉａｓを生成し
、これを発光素子４に供給する。すなわち、信号ＣＡＳは、変調電流Ｉｍｏｄおよびバイ
アス電流Ｉｂｉａｓを直接調整する。

また、本光伝送モジュール１の送信部２を図２０のように構成することもできる。すな
わち、発光素子４のみならず受信部の受光素子の温度特性（例えば、フォトダイオードの
変換効率の温度特性）も考慮して出力調整回路１１を構成する。同図に示すように、出力
調整回路１１は、第１の信号生成回路１１Ｐと、第２の信号生成回路１１Ｑとを備え、ド
ライバ回路３は、変調電流供給回路３ａと、バイアス電流供給回路３ｂとを備える。第１
の信号生成回路１１Ｐは、温度に応じて、受光素子の温度特性も考慮した第１の信号ＭＧ
ＡＳを自律的に出力し、変調電流供給回路３ａは、この第１の信号ＭＧＡＳを受けて温度
に応じた変調電流Ｉｍｏｄを生成し、これを発光素子４に供給する。すなわち、第１の信
号ＭＧＡＳは、変調電流Ｉｍｏｄを直接調整する。

第２の信号生成回路１１Ｑは、温度に応じて、受光素子の温度特性も考慮した第２の信
号ＢＧＡＳを自律的に出力し、バイアス電流供給回路３ｂは、この第２の信号ＢＧＡＳを
受けて温度に応じたバイアス電流Ｉｂｉａｓを生成し、これを発光素子４に供給する。す
なわち、第２の信号ＢＧＡＳは、バイアス電流Ｉｂｉａｓを直接調整する。
こうすれば、変調電流Ｉｍｏｄおよびバイアス電流Ｉｂｉａｓは、受光素子の温度特性も
考慮されたものとでき、光伝送モジュールの一層の省電力化が実現できる。

なお、発光素子４に用いるＶＣＳＥＬは、閾値電流が温度に対して直線的に増加するよ
うに共振器長（共振器長＝有効ｐ−ＤＢＲ長＋活性層の厚み＋有効ｎ−ＤＢＲ長、図２１
参照）を設定しておくことが好ましい。

また、送信部２を構成する場合に、発光素子４と出力調整回路１１とをできるだけ近づ
けておくことが好ましい。例えば、両者の間隔を１０ｍｍ以内とする。また、送信部の発
光素子には、レーザダイオード（ＬＤ）、有機ＥＬあるいはＬＥＤ等を用いても構わない
。

本光伝送モジュールは、以下のように様々な電子機器に応用可能である。

まず、第１の応用例として、折り畳み式携帯電話，折り畳み式ＰＨＳ（Personal Handyphone System），折り畳み式ＰＤＡ（Personal Digital Assistant），折り畳み式ノートパソコン等の折り畳み式の電子機器におけるヒンジ部に用いることができる。この場合、光伝送モジュールの光導波路（光伝送路）にフレキシブル性をもたせることが好ましい。

図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は、本光伝送モジュールを折り畳み式携帯電話に適用した
例を示している。すなわち、図２３（ａ）は本光伝送モジュールを内蔵した折り畳み式携
帯電話の外観を示す斜視図である。図２３（ｂ）は、図２３（ａ）に示した折り畳み式携
帯電話における、本光伝送モジュールが適用されている部分のブロック図である。この図
に示すように、折り畳み式携帯電話１４０における本体１４０ａ側に設けられた制御部１
４１と、本体の一端にヒンジ部を軸として回転可能に備えられる蓋（駆動部）１４０ｂ側
に設けられた外部メモリ１４２，カメラ部（デジタルカメラ）１４３，表示部（液晶ディ
スプレイ表示）１４４とが、それぞれ光伝送モジュール１０４によって接続されている。

図２３（ｃ）は、図２３（ａ）におけるヒンジ部（破線で囲んだ部分）の透視平面図で
ある。この図に示すように、光伝送モジュール１０４は、ヒンジ部における支持棒に巻き
つけて屈曲させることによって、本体側に設けられた制御部と、蓋側に設けられた外部メ
モリ１４２，カメラ部１４３，表示部１４４とをそれぞれ接続している。

光伝送モジュール１０４を、これらの折り畳み式電子機器に適用することにより、限ら
れた空間で高速、大容量の通信を実現できる。したがって、例えば、折り畳み式液晶表示
装置などの、高速、大容量のデータ通信が必要であって、小型化が求められる機器に特に
好適である。

第２の応用例として、本光伝送モジュールは、印刷装置（電子機器）におけるプリンタ
ヘッドやハードディスク記録再生装置における読み取り部など、駆動部を有する装置に適
用できる。この場合、光伝送モジュールの光導波路（光伝送路）にフレキシブル性を持た
せる。

図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、本光伝送モジュールを印刷装置に適用した例を示して
いる。図２２（ａ）は、印刷装置の外観を示す斜視図である。この図に示すように、印刷
装置１５０は、用紙１５２の幅方向に移動しながら用紙１５２に対して印刷を行うプリン
タヘッド１５１を備えており、このプリンタヘッド１５１に光伝送モジュール２０４の一
端が接続されている。

図２２（ｂ）は、印刷装置における、本光伝送モジュールが適用されている部分のブロ
ック図である。この図に示すように、光伝送モジュール２０４の一端部（例えば、受信部
５）はプリンタヘッド１５１に接続されており、他端部（例えば、送信部２）は印刷装置
１５０における本体側基板に接続されている。なお、この本体側基板には、印刷装置１５
０の各部の動作を制御する制御手段などが備えられる。

図２２（ｃ）および図２２（ｄ）は、印刷装置においてプリンタヘッドが移動（駆動）
した場合の、本光伝送モジュールの光伝送路の湾曲状態を示す斜視図である。この図に示
すように、光伝送モジュール２０４をプリンタヘッド１５１のような駆動部に適用する場
合、プリンタヘッド１５１の駆動によってその光伝送路の湾曲状態が変化するとともに、
該光伝送路の各位置が繰り返し湾曲される。

ここで、光伝送モジュール２０４の光伝送路はフレキシブル性を有しているため、これ
らの駆動部に好適である。また、光伝送モジュール２０４をこれらの駆動部に適用するこ
とにより、駆動部を用いた高速、大容量通信を実現できる。

図２４は、光伝送モジュールをハードディスク記録再生装置に適用した例を示している
。この場合も、光伝送モジュールの光導波路（光伝送路）にフレキシブル性を持たせるこ
とが好ましい。

この図に示すように、ハードディスク記録再生装置１６０は、ディスク（ハードディス
ク）１６１、ヘッド（読み取り、書き込み用ヘッド）１６２、基板導入部１６３、駆動部
（駆動モータ）１６４、光伝送モジュール３０４を備えている。

駆動部１６４は、ヘッド１６２をディスク１６１の半径方向に沿って駆動させるもので
ある。ヘッド１６２は、ディスク１６１上に記録された情報を読み取り、また、ディスク
１６１上に情報を書き込むものである。なお、ヘッド１６２は、光伝送モジュール３０４
を介して基板導入部１６３に接続されており、ディスク１６１から読み取った情報を光信
号として基板導入部１６３に伝搬させ、また、基板導入部１６３から伝搬された、ディス
ク１６１に書き込む情報の光信号を受け取る。

このように、光伝送モジュール３０４をハードディスク記録再生装置１６０におけるヘ
ッド１６２のような駆動部に適用することにより、高速、大容量通信を実現できる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変
更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせ
て得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

（変形例）
本発明の一形態に係る発光素子回路は、発光素子と、該発光素子に電流を供給する駆動回路と、周囲の温度に応じた信号が自律的に出力される信号回路とを備え、上記信号は、上記電流を、上記発光素子の温度特性に対応するように調整することを特徴とする。

本構成によれば、上記信号によって発光素子に供給する電流を発光素子の温度特性に適
応した値にできるため、余分なマージン分を減らし、低消費電力化を実現できる。また、
本信号回路は自律的に上記信号を出力するため、フィードバック回路や演算処理回路ある
いは記憶回路が不要となり、さらなる低消費電力化とモジュールの小型化を図ることがで
きる。

上記信号回路は、温度によって素子特性が変化する回路素子を備えることが好ましい。
こうすれば、信号回路の小型化・省電力化を図ることができる。この回路素子はトランジ
スタであっても良いし、抵抗であっても良い。この場合、上記信号回路を、温度特性の異
なる複数種のトランジスタを含んで構成し、あるいは温度特性の異なる複数種の抵抗を含
んで構成し、またあるいは温度特性を有するトランジスタと温度特性を有する抵抗を含ん
で構成しても構わない。さらに、上記信号回路を温度センサを含んで構成することも可能
である。

また、本発光素子回路においては、上記信号は、温度に対して直線的に変化する電気信
号であっても良いし、温度に対して逓増する電気信号であっても良い。

本発明の一形態に係る光伝送システムは、上記発光素子回路を備え、上記発光素子はデータ送信用の発光素子であり、上記電流が、変調電流およびバイアス電流の少なくとも一方を含んでいることを特徴とする。こうすれば、小型・低消費電力の光伝送システムを実現できる。

上記光伝送システムにおいては、上記電流が、変調電流およびバイアス電流からなって
いても良い。この場合、上記信号が、上記変調電流およびバイアス電流それぞれを、発光
素子の温度特性に対応するように調整することが好ましい。こうすれば、発光素子に供給
する変調電流およびバイアス電流それぞれを発光素子の温度特性に適応したものにできる
ため、余分なマージン分をさらに減らし、一層の低消費電力化を実現できる。

また、上記光伝送システムにおいては、上記信号回路は、周囲の温度に応じた第１の信
号が自律的に出力される第１の信号回路と、周囲の温度に応じた第２の信号が自律的に出
力される第２の信号回路とからなり、上記第１の信号が、上記変調電流を、発光素子の温
度特性に対応するように調整し、上記第２の信号が、上記バイアス電流を、発光素子の温
度特性に対応するように調整しても良い。こうすれば、発光素子に供給する変調電流およ
びバイアス電流それぞれを発光素子の温度特性に適応したものにできるため、余分なマー
ジン分をさらに減らし、一層の低消費電力化を実現できる。

また、上記光伝送システムにおいては、上記信号回路は、周囲の温度に応じた第１の信
号が自律的に出力される第１の信号回路からなり、上記第１の信号が、上記変調電流を、
発光素子の温度特性に対応するように調整し、上記バイアス電流は上記発光素子の出力に
基づいてフィードバック調整されても良い。

また、上記光伝送システムにおいては、上記発光素子にＶＣＳＥＬ（面発光型半導体レ
ーザ）を用いることができる。この場合、上記ＶＣＳＥＬは、温度に対して閾値電流が直
線的に増加するように共振器長が設定されていることが好ましい。

また、本発明の一形態に係る光伝送モジュールは、上記光伝送システムと、光データ受信用の受光素子とを備えることを特徴とする。

また、本発明の一形態に係る光伝送モジュールは、光データ送信用の発光素子と、上記発光素子に電流を供給する駆動回路と、光データ受信用の受光素子と、周囲の温度に応じた信号が自律的に出力される信号回路とを備え、上記信号は、上記電流を、発光素子の温度特性および受光素子の温度特性に対応するように調整することを特徴とする。

本構成によれば、上記信号によって発光素子に供給する電流を発光素子の温度特性およ
び受光素子に適応した値にできるため、余分なマージン分を減らし、低消費電力化を実現
できる。また、本信号回路は自律的に上記信号を出力するため、フィードバック回路や演
算処理回路あるいは記憶回路が不要となり、さらなる低消費電力化とモジュールの小型化
を図ることができる。

本発明の一形態に係る光伝送モジュールは、上記発光素子回路を含む第１の光モジュールと、光伝送路と、光データ受信用の受光素子を含む第２の光モジュールとを備え、上記光伝送路の一方の端部に上記第１の光モジュールが設けられ、該光伝送路の他方の端部に上記第２の光モジュールが設けられていることを特徴とする。この場合、上記光伝送路は、光導波路であっても良く、この光導波路はポリマー導波路であっても良い。また、上記光導波路は、フレキシブル性を有していても良い。

また、本発明の一形態に係る電子機器は、上記光伝送モジュールを備えることを特徴とする。

本発明の発光素子回路およびこれを備えた光伝送モジュールは、例えば、携帯電話、プ
リンタ、ハードディスク等の電子機器に好適である。

１ １０４ ２０４ ３０４光伝送モジュール
２ 送信部
３ ドライバ回路（駆動回路）
４ 発光素子
５ 受信部
６ 受光素子
１１ 出力調整回路（信号回路）
１１ａ・１１ｘ・１１Ｐ 第１の信号生成回路（第１の信号回路）
１１ｂ・１１ｙ・１１Ｑ 第２の信号生成回路（第２の信号回路）
１１ｚ 信号生成回路

Claims (8)

1. ＶＣＳＥＬであるデータ送信用の発光素子と、
   該発光素子に少なくともバイアス電流を含んだ電流を供給する駆動回路と、
   周囲の温度に応じた信号が自律的に出力される信号回路とを備え、
   上記信号は、上記電流を、上記発光素子の温度特性に対応するように調整するものであり、
   上記ＶＣＳＥＬは、温度に対して閾値電流が単調増加するように共振器長が設定されていることを特徴とする光伝送システム。
2. 上記ＶＣＳＥＬは、温度に対して閾値電流が直線的に増加するように共振器長が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 請求項１または２に記載の光伝送システムと、光データ受信用の受光素子とを備えることを特徴とする光伝送モジュール。
4. 請求項１または２に記載の光伝送システムを含む第１の光モジュールと、光伝送路と、光データ受信用の受光素子を含む第２の光モジュールとを備え、
   上記光伝送路の一方の端部に上記第１の光モジュールが設けられ、該光伝送路の他方の端部に上記第２の光モジュールが設けられていることを特徴とする光伝送モジュール。
5. 上記光伝送路は、光導波路であることを特徴とする請求項４に記載の光伝送モジュール。
6. 上記光導波路は、ポリマー導波路であることを特徴とする請求項５に記載の光伝送モジュール。
7. 上記光導波路は、フレキシブル性を有することを特徴とする請求項５または６に記載の光伝送モジュール。
8. 請求項３から７の何れか一項に記載の光伝送モジュールを備えることを特徴とする電子機器。

Images