JP4518443B2 - 光通信装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間を介してそれぞれ配設される電子機器間において、赤外線を代表とする光を用いてデータの送受信を行う光通信装置に関する。
【0002】
近年のパソコン、PDA(Personal Digital Assistants )、デジタルスチルカメラ等の電子機器には、赤外線を用い空間を介してデータの送受信を行う光通信装置が搭載されているものがある。このような光通信装置では、電子機器の低消費電力化を図るために、自身の消費電力を低減することが要求されている。そのため、このような光通信装置では、その送信出力レベルを、通信距離、通信状態等に合わせて自動調整する必要があった。一方、近年の電子機器ではデータ処理の高速化が望まれており、この光通信装置においても処理動作を高速化することが必要となっている。
【0003】
【従来の技術】
図10は、送信出力レベルの自動調整機能を備えた光通信装置10の一例を示す。この光通信装置10は、フォトダイオード11、増幅器12、及び比較器13からなる受信回路10aと、電流ドライバ回路14及び発光ダイオード15からなる送信回路10bを備えている。
【0004】
受信回路10aでは、増幅器12の入力端子間にフォトダイオード11が接続され、該ダイオード11は受信した光に対応した受信電流Ipdを生成する。増幅器12は、受信電流Ipdを電圧信号VA に変換し、その電圧信号VA を比較器13のプラス側入力端子に出力する。比較器13のマイナス入力端子には、直流基準電圧VR がしきい値VTHとして入力される。そして、比較器13は、増幅器12からの電圧信号VA をしきい値VTHに基づいて2値化し、その2値信号を受信信号RX として図示しない内部回路に出力する。
【0005】
送信回路10bでは、前記内部回路から出力された2値信号が送信信号TX として電流ドライバ回路14に入力される。電流ドライバ回路14には、その出力端子間に発光ダイオード15が接続される。電流ドライバ回路14は、送信信号TX を電流信号に変換するとともに増幅し、その増幅した電流を送信電流Idrv として発光ダイオード15に供給する。そして、発光ダイオード15は、パルス状の送信電流Idrv に基づいて発光及び消光を繰り返す。
【0006】
発光レベル制御部16は、発光ダイオード15の発光レベルをフォトダイオード11の受光レベルに応じて変化させる。即ち、発光レベル制御部16は、受光レベルが高いとき、通信距離が近い、若しくは通信状態が良好であると判定し、発光ダイオード15の発光レベルが低くなるように電流ドライバ回路14を制御する。一方、受光レベルが低いとき、発光レベル制御部16は通信距離が遠い、若しくは通信状態が好ましくないと判定し、発光ダイオード15の発光レベルが高くなるように電流ドライバ回路14を制御する。
【0007】
このような発光レベル制御部16は、具体的に、受光レベル検出回路16a、制御回路16b、演算回路16c、及び発光レベル調整回路16dから構成される。受光レベル検出回路16aには前記増幅器12の電圧信号VA が入力される。受光レベル検出回路16aは、電圧信号VA のレベルを検出し、そのレベルに対応した検出信号SG1を制御回路16bに出力する。制御回路16bは、検出信号SG1に基づいて前記フォトダイオード11の受光レベルを演算回路16cにて演算し、演算回路16cでは演算結果に基づいて通信距離、通信状態を判定する。演算回路16cは、その判定に基づいた前記発光ダイオード15の発光レベルとその発光タイミングを演算し、その演算結果を制御回路16bに出力する。
【0008】
制御回路16bは、演算結果に基づいた制御信号SG2を発光レベル調整回路16dに出力する。発光レベル調整回路16dは、制御信号SG2に基づいた調整信号SG3を前記電流ドライバ回路14に出力し、該回路14の増幅度を制御する。そして、電流ドライバ回路14は、調整信号SG3に基づいて通信距離、通信状態に応じた発光レベルとするための送信電流Idrv を生成する。
【0009】
このように構成された光通信装置10では、発光レベル制御部16にて、受光レベル、即ち通信距離、通信状態等に応じた発光ダイオード15の発光レベルが最適に調整される。こうして、光通信装置10の低消費電力化が図られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した光通信装置10では、受光レベルに基づいて演算して発光レベルを求めるように構成されているため、その演算に時間を要してしまう。特に、光通信では、通信距離、受信面の角度、外乱等により通信状態、即ち受光レベルが変化し易いため、発光レベルの演算が多くなる。このような場合では、その演算にかかる時間が大変長くなってしまい、このことが、光通信装置10の処理動作の高速化の妨げとなっていた。
【0011】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、処理動作を高速化しながら、送信出力レベルを確実に自動調整し得る光通信装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
図1は、請求項1の原理説明図である。即ち、受信回路1は、受光手段2と、その受光手段2にて発生する受信電流I1を電圧信号V1に変換する増幅器3と、その増幅器3の電圧信号V1をしきい値VTHに基づいて2値化し、その2値信号を受信信号RX として内部回路に出力する比較器4とから構成される。送信回路5は、発光手段6と、前記内部回路から出力された2値信号を送信信号TX として入力し、その送信信号TX を電流信号に変換するとともに増幅し、その増幅した電流を送信電流I2として前記発光手段6に供給する電流ドライバ回路7とから構成される。電圧保持回路8は、前記受信回路1における増幅器3の電圧信号V1のピーク電圧を保持情報V2として保持する。送信電流制御回路9は、前記電圧保持回路8にて保持された保持情報V2に基づいて、前記送信回路5における電流ドライバ回路7の増幅度を前記ピーク電圧と反比例する値に制御する。そして、送信電流制御回路は、前記送信信号をバースト信号として出力する場合に、前記送信信号に応じて前記発光手段を発光させるべく前記送信電流を供給する期間内の前記送信電流の一部に対応する前記バースト信号の先頭パルスにおいて前記電流ドライバ回路の増幅度を前記電圧保持回路の保持情報に関係なく最大値とし、その送信電流レベルを最大値とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光通信装置において、前記送信電流制御回路は、前記増幅度を前記電圧保持回路の保持情報に関係なく最大値とする制御時と前記保持情報に基づいて前記増幅度を前記ピーク電圧と反比例する値に制御する制御時の切り替え時において、電流ドライバ回路の増幅度を漸次制御する
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光通信装置において、前記電圧保持回路は、前記電圧信号に基づいて容量を充電し、その充電電圧を保持情報として前記送信電流制御回路に出力するようにした。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光通信装置において、前記電圧保持回路は、比較器から出力された受信信号に基づいて、前記容量を放電した後、所定時間経過後に前記電圧信号による容量の充電を開始した後の前記受信信号に基づき前記容量を放電する動作を禁止し、前記送信信号に基づいて前記放電する動作の禁止を解除するようにした。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の光通信装置において、前記電圧保持回路は、導通時に前記増幅器の電圧信号に基づいて前記容量に充電電荷を供給する第1のスイッチ回路と、導通時に前記容量の充電電荷を放電する第2のスイッチ回路と、前記比較器から出力された受信信号に基づいて前記第1のスイッチ回路を非導通状態とし、第2のスイッチ回路を導通させるとともに、所定時間経過後に、前記第1のスイッチ回路を導通させ、第2のスイッチ回路を非導通状態として維持し、更に受信信号による動作を禁止するスイッチ制御回路と、前記内部回路から出力された送信信号に基づいて前記スイッチ制御回路の受信信号による動作の禁止を解除するリセット回路とを備えた。
【0018】
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光通信装置において、前記受信回路における増幅器の出力端子直後にスイッチを設け、送信中に増幅器から出力される電圧信号を後段の回路に出力しないようにした。
【0019】
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光通信装置において、前記発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がりエッジを急峻にすべくその電流量を制御し、その送信電流波形を成形する波形成形回路を備えた。
【0020】
請求項に記載の発明は、請求項に記載の光通信装置において、前記波形成形回路は、前記内部回路から出力された送信信号を微分波形信号に変換する微分回路と、前記微分回路の微分波形信号に基づいて、前記発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がり時の電流を補完する補完電流を生成する補完電流生成回路とを備えた。
【0022】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、電圧保持回路8では、受信電流I1に基づいて増幅器3から出力される電圧信号V1のピーク電圧が保持情報V2として保持される。そして、送信電流制御回路9は、電圧保持回路8にて保持された保持情報V2に基づいて、送信回路5の電流ドライバ回路7の増幅度を制御する。つまり、送信電流制御回路9は保持された保持情報V2に基づいて電流ドライバ回路7の増幅度をピーク電圧と反比例する値に制御し、受光手段2にて受光した光のレベルに応じた(通信状態に応じた)発光レベルで発光手段6が駆動される。従って、発光レベルの演算を必要とすることなく、受光した光のレベルに応じた発光レベルで発光手段を駆動することができる。そして、発光素子の発光レベルがバースト信号の先頭パルスにおいて最大値となるので、受光レベルの検出が容易となる。
【0023】
請求項2に記載の発明によれば、送信電流制御回路では、電流ドライバ回路の増幅度を漸次制御されるため、相手局の受信回路において、受光手段で生じた受信電流が入力される初段の増幅器が追従し易くなる
【0024】
請求項3に記載の発明によれば、電圧保持回路では、電圧信号に基づいて容量が充電され、その充電電圧が保持情報として送信電流制御回路に出力される。そして、この保持情報に基づいて電流ドライバ回路の増幅度が制御され、受光手段にて受光した光に基づいて通信状態に合った発光レベルで発光手段が駆動される。
【0025】
請求項4に記載の発明によれば、電圧保持回路では、比較器から出力された受信信号に基づいて容量を放電した後、電圧信号による容量の充電が開始される。従って、容量の充電を開始するための特別な信号を必要としない。また、充電を開始した後に受信信号に基づき容量を放電する動作を禁止し、送信信号に基づいて放電する動作の禁止が解除される。
【0026】
請求項5に記載の発明によれば、第1のスイッチ回路は、導通時に増幅器の電圧信号に基づいて容量に充電電荷を供給する。第2のスイッチ回路は、導通時に前記容量の充電電荷を放電する。スイッチ制御回路は、比較器から出力された受信信号に基づいて第1のスイッチ回路を非導通状態とし、第2のスイッチ回路を導通させるとともに、所定時間経過後に、第1のスイッチ回路を導通させ、第2のスイッチ回路を非導通状態として維持し、更に受信信号による動作を禁止する。リセット回路は、内部回路から出力された送信信号に基づいてスイッチ制御回路の受信信号による動作の禁止を解除する。このような電圧保持回路では、比較器から出力された受信信号に基づいて、容量の充電電荷が第2のスイッチ回路を介して放電され、保持情報(充電電圧)がリセットされる。所定時間が経過すると、第1のスイッチ回路を介して増幅器の電圧信号に基づき容量に充電電荷が供給され、その容量の充電電圧が保持情報として送信電流制御回路に出力される。そして、この容量の充電電圧、即ち保持情報は次の送信信号が入力されるまで、その他の受信信号の影響を受けず維持される。
【0028】
請求項に記載の発明によれば、送信中に増幅器から出力される電圧信号が後段の回路に出力しないように、受信回路における増幅器の出力端子直後にスイッチが設けられる。従って、発光手段の発光が自局の受光素子に入力されても、その受信電流に基づく増幅器からの電圧信号が後段の回路へ出力されることが防止されるので、後段の回路の誤動作が未然に防止される。
【0029】
請求項に記載の発明によれば、波形成形回路では、発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がりエッジが急峻となるようにその電流量が制御され、その送信電流波形が成形される。従って、発光手段を正確に発光させることができる。
【0030】
請求項に記載の発明によれば、微分回路は、内部回路から出力された送信信号を微分波形信号に変換する。補完電流生成回路は、微分回路の微分波形信号に基づいて、発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がり時の電流を補完する補完電流を生成する。そして、発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がりエッジが急峻となるようにその電流量が制御され、その送信電流波形が成形される。従って、発光手段を正確に発光させることができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図2及び図3に従って説明する。尚、説明の便宜上、図10と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0033】
図2は、本実施の形態の光通信装置20を示す。この光通信装置20では、発光レベル制御部21が、電圧保持回路22、送信電流制御回路23、及びタイミング制御回路24から構成される。
【0034】
電圧保持回路22には増幅器12から出力される電圧信号VA が入力され、受信時における電圧信号VA のピーク電圧が保持される。電圧保持回路22にて保持された保持情報としての保持電圧VM は、送信電流制御回路23の端子CNT1に入力される。
【0035】
又、タイミング制御回路24には、内部回路から出力された送信信号(2値信号)TX が入力される。タイミング制御回路24は、送信信号TX に基づいてタイミング信号SG4を生成し、そのタイミング信号SG4を前記送信電流制御回路23の端子CNT0に出力する。タイミング信号SG4は、前記送信信号TX がHレベルとなる期間において、その立ち上がり時から時間t1だけ遅れてLレベルからHレベルになり、前記時間t1経過後から送信信号TX が立ち下がる時間t2経過後にLレベルになる信号である。
【0036】
送信電流制御回路23は、保持電圧VM とタイミング信号SG4に基づいた調整信号SG5を生成し、その調整信号SG5を前記電流ドライバ回路14に出力して、該回路14の増幅度を制御する。
【0037】
詳述すると、送信電流制御回路23は、タイミング信号SG4がLレベルのとき、前記電流ドライバ回路14の増幅度を最大とする調整信号SG5を出力する。又、タイミング信号SG4がHレベルのときには、送信電流制御回路23は、前記電流ドライバ回路14の増幅度を前記保持電圧VM に反比例するように調整する調整信号SG5を出力する。
【0038】
従って、前記送信信号TX がHレベルとなる期間において、送信電流制御回路23は、その立ち上がり時から時間t1だけ前記電流ドライバ回路14の増幅度を最大とする調整信号SG5を出力する。この場合、電流ドライバ回路14の駆動に基づいて発光ダイオード15の発光レベルは最大になる。そして、前記時間t1経過後から送信信号TX が立ち下がる時間t2では、送信電流制御回路23は、前記電流ドライバ回路14の増幅度を前記保持電圧VM に反比例するように調整する調整信号SG5を出力する。この場合、電流ドライバ回路14の駆動に基づいて発光ダイオード15の発光レベルは保持電圧VM に反比例するレベルに制御される。
【0039】
つまり、受光レベルが高いとき、即ち通信距離が近い、若しくは通信状態が良好なとき前記保持電圧VM は高くなるため、送信電流制御回路23は、発光ダイオード15の発光レベルをその通信距離又は通信状態に応じた所定のレベルまで低くすべく、電流ドライバ回路14の増幅度を抑える調整信号SG5を生成する。一方、受光レベルが低いとき、即ち通信距離が遠い、若しくは通信状態が好ましくないとき前記保持電圧VM は低くなるため、送信電流制御回路23は、発光ダイオード15の発光レベルをその通信距離又は通信状態に応じた所定のレベルまで高くすべく、電流ドライバ回路14の増幅度を高くする調整信号SG5を生成する。
【0040】
次に、上記のように構成された光通信装置20の作用を図3に従って説明する。
1.自局では上記した光通信装置20を使用し、相手局では送信出力レベルの自動調整機能を備えていない光通信装置を使用している場合。
【0041】
この場合、相手局の光通信装置からは、例えば図3(a)に示すように発光ダイオードに供給される送信電流に基づいたバースト信号が送信される。
自局に備えられる光通信装置20では、その受信回路10aにおいて、送信されたバースト信号に対応した受信電流Ipdが生じ、増幅器12はその受信電流Ipdを電圧信号VA に変換する。この電圧信号VA は、後段の比較器13にて2値化され、受信信号RX として内部回路に出力される。一方、電圧保持回路22では、受信時における前記電圧信号VA のピーク電圧が保持される。
【0042】
次に、自局の光通信装置20が送信するとき、その送信回路10bにおいて、内部回路から出力された2値信号が送信信号TX として電流ドライバ回路14に入力される。又、この送信信号TX は、タイミング制御回路24にてタイミング信号SG4に変換され、送信電流制御回路23の端子CNT0に入力される。
【0043】
送信電流制御回路23は、前記送信信号TX がHレベルとなる期間において、Lレベルのタイミング信号SG4に基づき送信信号TX の立ち上がり時から時間t1だけ前記電流ドライバ回路14の増幅度を最大とする調整信号SG5を出力する。すると、電流ドライバ回路14は、図3(a)に示すような送信電流Idrv を発光ダイオード15に供給する。そのため、その時間t1において、発光ダイオード15は、電流ドライバ回路14の駆動に基づいて最大レベルで発光する。
【0044】
そして、時間t1経過後から送信信号TX が立ち下がる時間t2、即ちHレベルのタイミング信号SG4に基づいて、送信電流制御回路23は、電流ドライバ回路14の増幅度を端子CNT1に入力されている保持電圧VM に反比例するように調整する調整信号SG5を出力する。
【0045】
つまり、この時間t2においては、保持電圧VM が高いとき、即ち受光レベルが高いとき、通信距離が近い、若しくは通信状態が良好なときであるので、送信電流制御回路23は、発光ダイオード15の発光レベルをその通信距離又は通信状態に応じた所定のレベルまで低くすべく、電流ドライバ回路14の増幅度を抑える調整信号SG4を生成する。従って、この場合、発光ダイオード15の発光レベルは低く抑えられる。
【0046】
一方、保持電圧VM が低いとき、即ち受光レベルが低いとき、通信距離が遠い、若しくは通信状態が好ましくないときであるので、送信電流制御回路23は、発光ダイオード15の発光レベルをその通信距離又は通信状態に応じた所定のレベルまで高くすべく、電流ドライバ回路14の増幅度を高くする調整信号SG5を生成する。従って、この場合、発光ダイオード15の発光レベルは高められる。
【0047】
このようにして、本実施の形態の光通信装置20では、発光レベル制御部21にて、受光レベル、即ち通信距離、通信状態等に応じた発光ダイオード15の発光レベルが最適に調整される。こうして、光通信装置20の低消費電力化が図られている。
【0048】
2.自局、相手局ともに上記した光通信装置20を使用している場合。
この場合、相手局の光通信装置20からは、例えば図3(b)に示すように発光ダイオード15に供給される送信電流Idrv に基づいたバースト信号が送信される。従って、電圧保持回路22では、受信時における電圧信号VA のピーク電圧、即ち時間t1内のピーク電圧が保持される。
【0049】
そして、送信時には、電圧保持回路22にて受信時に保持された保持電圧VM に基づいて、上記と同様に通信距離、通信状態等に応じた発光ダイオード15の発光レベルが最適に調整され、光通信装置20の低消費電力化が図られている。
【0050】
このように、自局、相手局ともに上記した光通信装置20を使用する場合、時間t1で発光ダイオード15の発光レベルを最大とすることで、両局の光通信装置20において受光レベルの検出が容易となる。
【0051】
上記したように、本実施の形態では、以下に示す作用効果を得ることができる。
(1)電圧保持回路22は、受信電流Ipdに基づいて増幅器12から出力される電圧信号VA のピーク電圧を保持電圧VM として保持する。送信電流制御回路23は、所定時間t2において、送信回路10bの電流ドライバ回路14の増幅度がその保持電圧VM に対して反比例するように制御する。すると、フォトダイオード11にて受光した光のレベルに応じた(通信状態に応じた)発光レベルで発光ダイオード15が駆動される。従って、本実施の形態では、演算を必要とすることなく、発光ダイオード15の発光レベルが決定できるので、その処理動作を高速化することができる。
【0052】
(2)自局、相手局ともに上記した光通信装置20を使用する場合、時間t1で発光ダイオード15の発光レベルが最大とされるので、両局の光通信装置20において受光レベルの検出を容易とすることができる。
【0053】
(第2の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第2の実施の形態を図4及び図5に従って説明する。尚、説明の便宜上、図2に示す前記第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0054】
図4に示すように、本実施の形態の電圧保持回路22は、2つのバッファ回路25,26、2つのスイッチSW1,SW2、及び容量Cからなるホールド回路22aと、AND回路27、ワンショット回路28、フリップフロップ回路29、及びインバータ回路30からなるリセット回路22bとから構成される。
【0055】
ホールド回路22aでは、バッファ回路25の入力端子に前記増幅器12の電圧信号VA が入力される。バッファ回路25の出力端子は、スイッチSW1を介して次段のバッファ回路26の入力端子に接続される。スイッチSW1とバッファ回路26の入力端子との間のノードNには容量Cのプラス側端子が接続される。容量Cのマイナス側端子はグランドGNDに接続される。又、ノードNは、スイッチSW2を介してグランドGNDに接続される。これらスイッチSW1,SW2は、Hレベルの信号でオンし、Lレベルの信号でオフするものである。そして、バッファ回路26の出力端子からは、ノードNの電位が前記保持電圧VM として出力される。
【0056】
リセット回路22bでは、AND回路27の一方の入力端子に前記比較器13から出力された受信信号RX が入力される。AND回路27の他方の入力端子には、フリップフロップ回路29の出力信号Qが入力される。このフリップフロップ回路29には、内部回路から出力された送信信号TX がクロック信号として入力される。そして、AND回路27の出力信号はワンショット回路28に入力される。
【0057】
ワンショット回路28は、AND回路27から出力されるHレベルのパルス幅を所定の幅に短くする、所謂ワンショット信号SG6を生成する。ワンショット回路28は、生成したワンショット信号SG6を前記スイッチSW2に出力するとともに、インバータ回路30を介してスイッチSW1に出力する。つまり、前記スイッチSW1,SW2は、ワンショット信号SG6によって相補動作するように構成されている。
【0058】
又、ワンショット回路28は、そのワンショット信号SG6をリセット信号として、前記フリップフロップ回路29に出力する。このようなフリップフロップ回路29は、送信信号TX が立ち上がるとHレベルのワンショット信号SG6が入力されるまでHレベルの出力信号Qを出力し、Hレベルのワンショット信号SG6が入力されると送信信号TX が立ち上がるまでLレベルの出力信号Qを出力するように構成されている。
【0059】
このように構成された電圧保持回路22は図5に示すように動作する。先ず、光通信装置20の受信開始時において、フリップフロップ回路29は、前回の送信時で送信信号TX の立ち上がりに基づいてHレベルの出力信号Qを出力している。
【0060】
この状態で、受信信号RX が入力されると、最初の受信信号RX の立ち上がりで、AND回路27の出力信号がHレベルになり、ワンショット回路28からはHレベルのワンショット信号SG6が出力される。このワンショット信号SG6がHレベルの期間において、スイッチSW2がオンされ、スイッチSW1がオフされる。すると、容量Cのプラス側端子に蓄えられた電荷がスイッチSW2を介してグランドGNDに放電され、ノードNの電位はグランドGNDレベルになる。つまり、バッファ回路26から出力される保持電圧VM はグランドGNDレベルになる。
【0061】
又、このとき、Hレベルのワンショット信号SG6によって、フリップフロップ回路29はLレベルの出力信号Qを出力する。すると、AND回路27の出力信号は、受信信号RX にかかわらずLレベルに固定される。
【0062】
前記ワンショット信号SG6がLレベルになると、スイッチSW1がオンされ、スイッチSW2がオフされる。すると、容量Cのプラス側端子には、前記増幅器12から出力されたHレベルの電圧信号VA に基づいて、バッファ回路25の出力端子から電荷が供給され、ノードNの電位が電圧信号VA のレベルまで上昇する。つまり、受信時において、ノードNの電位が電圧信号VA のピーク電圧で保持され、その保持電圧VM がバッファ回路26から出力される。この保持電圧VM は、送信時において、上記したように通信距離、通信状態等に応じた発光ダイオード15の発光レベルを最適に調整するために用いられる。
【0063】
そして、光通信装置20が送信状態となり、内部回路から送信信号TX が出力されると、その送信信号TX の立ち上がりに基づいて、フリップフロップ回路29の出力信号QがHレベルに切り替えられる。そして、電圧保持回路22は、次回の受信信号RX の入力を待つ。
【0064】
上記したように、本実施の形態では、前記第1の実施の形態に示した作用効果に加えて、以下に示す作用効果を得ることができる。
(1)電圧保持回路22は、電圧信号VA に基づいて容量Cを充電し、その充電電圧を保持電圧VM として送信電流制御回路23に出力する。従って、この電圧保持回路22を比較的簡単に構成することができる。
【0065】
(2)又、電圧保持回路22は、比較器13から出力された受信信号RX に基づいて電圧信号VA による容量Cの充電を開始する。従って、容量Cの充電を開始するための特別な信号を必要としないため、回路構成を簡素化することができる。
【0066】
(第3の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第3の実施の形態を図6に従って説明する。尚、説明の便宜上、図2に示す前記第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0067】
本実施の形態の送信電流制御回路23では、送信時における電流ドライバ回路14の増幅度の制御が異なっている。
即ち、前記第1の実施の形態の送信電流制御回路23は、送信信号TX がHレベルとなる期間において、その立ち上がり時から時間t1だけ電流ドライバ回路14の増幅度を最大とし、時間t1経過後から送信信号TX が立ち下がる時間t2では、保持電圧VM に基づいて電流ドライバ回路14の増幅度を制限している。従って、電流ドライバ回路14からは、図6(a)に示すようにバースト信号よりなる送信電流Idrv の振幅が時間t1,t2間で大きく変化する。
【0068】
一方、本実施の形態の送信電流制御回路23は、前記送信電流Idrv の振幅が時間t1,t2間で大きく変化しないように、電流ドライバ回路14の増幅度を漸次制御するように構成されている。即ち、送信電流制御回路23は、電流ドライバ回路14を介して、前記図6(a)に示す送信電流Idrv の波高値を図6(b)に示すように徐々に変化するような送信電流Idrv としている。
【0069】
このようにすれば、相手局の受信回路において、フォトダイオードで生じた電流が入力される初段の増幅器が追従し易くなる。従って、後段に備えられる比較器の誤検出が防止される。
【0070】
(第4の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第4の実施の形態を図7に従って説明する。尚、説明の便宜上、図2に示す前記第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0071】
本実施の形態の光通信装置20では、図7に示すように受信回路10aを構成する増幅器12の出力端子の直後にスイッチSW3が介在される。このスイッチSW3は、送信信号TX がHレベルになるとオフし、Lレベルになるとオンするように構成されている。
【0072】
このようにすれば、Hレベルの送信信号TX に基づく電流ドライバ回路14の駆動により発光ダイオード15が発光しても、その送信信号TX に基づいて前記スイッチSW3がオフされるので、受信回路10aにおける増幅器12の電圧信号VA が後段の比較器12に出力されることはない。その結果、自局の発光ダイオード15の発光による受信回路10aの誤動作を未然に防止することができる。
【0073】
(第5の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第5の実施の形態を図8及び図9に従って説明する。尚、説明の便宜上、図2に示す前記第1の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【0074】
図9(a)に示すように、発光ダイオード15のカソードには、該ダイオード15に供給される送信電流Idrv の波形を成形する波形成形回路31が接続される。ここで、図8(a)に示すように、発光ダイオード15の等価回路はダイオード15aに対して抵抗及び容量よりなる寄生素子15bが存在する。そのため、図8(b)に示すように、これら寄生素子15bにより、送信信号TX に基づいて生成される送信電流Idrv の立ち上がり及び立ち下がりエッジが鈍ってしまう。特に、送信電流Idrv のレベルが低いとき、その鈍りが顕著に現れる。そこで、波形成形回路31は、送信電流Idrv のレベルに合わせて該電流Idrv のエッジの鈍りを防止するように構成されている。
【0075】
詳述すると、発光ダイオード15のカソードは、NMOSトランジスタTN1,TN2を介してグランドGNDに接続されるとともに、NMOSトランジスタTN3,TN4を介してグランドGNDに接続される。NMOSトランジスタTN1のゲートには、2つのバッファ回路32a,32bを介して前記送信信号TX が入力される。又、NMOSトランジスタTN3のゲートには、バッファ回路32c、容量及び抵抗よりなる微分回路33、及びバッファ回路32dを介して前記送信信号TX が入力される。そして、NMOSトランジスタTN2,TN4のゲートにはそれぞれ基準電圧Vg1,Vg2が入力され、各トランジスタTN2,TN4にて定電流源が構成される。
【0076】
このようにすれば、図9(b)に示すようなHレベルの送信信号TX に基づいて、NMOSトランジスタTN1のドレイン電流IN1はその立ち上がり及び立ち下がりエッジが鈍った波形となり、NMOSトランジスタTN3のドレイン電流IN3は前記ドレイン電流IN1の立ち上がり及び立ち下がり部分を補完する微分波形となる。従って、発光ダイオード15を流れる送信電流Idrv は、前記ドレイン電流IN1,IN3を合成したものであることから、その立ち上がり及び立ち下がりが急峻に変化する。従って、本実施の形態では、波形成形回路31によって送信電流Idrv のエッジの鈍りを防止して、発光ダイオード15を正確に発光させることができる。そのため、相手局の受信回路における誤検出を未然に防止することができる。
【0077】
尚、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
○上記第2の実施の形態では、電圧保持回路22では、電圧信号VA に基づいて容量Cを充電し、その充電電圧を保持電圧VM としたが、容量Cの代わりにラッチ回路等に置き換えてもよい。
【0078】
○上記第5の実施の形態では、送信回路10bの発光ダイオード15に対して、そのダイオード15に供給される送信電流Idrv の波形を成形する波形成形回路31を設けたが、送信回路10bに限らず、その他の回路に使用される発光ダイオード等の発光素子に対して前記波形成形回路31を設けてもよい。
【0079】
○上記各実施の形態では、フォトダイオード11を使用したが、その他の受光素子に置換してもよい。
○上記各実施の形態では、発光ダイオード15を使用したが、その他の発光素子、例えば半導体レーザー等に置換してもよい。
【0080】
○上記各実施の形態では、電圧保持回路22では受信時における電圧信号VA のピーク電圧を保持電圧VM として保持したが、そのピーク電圧を電圧以外の保持情報に替えて保持するようにしてもよい。
○上記各実施の形態では、送信電流制御回路23では送信信号TX の立ち上がり時から時間t1だけ電流ドライバ回路14の増幅度を最大とする調整信号SG5を出力するようにしたが、電流ドライバ回路14の増幅度を最大とする調整信号SG5を出力するタイミングはこれに限らない。又、その時間t1だけ電流ドライバ回路14の増幅度を予め定めた固定値とする調整信号SG5を出力するようにしてもよい。
【0081】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、処理動作を高速化しながら、送信出力レベルを確実に自動調整し得る光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図である。
【図2】 第1の実施の形態における光通信装置の概略構成図である。
【図3】 第1の実施の形態における光通信装置の動作を示す波形図である。
【図4】 第2の実施の形態における電圧保持回路の回路図である。
【図5】 第2の実施の形態における電圧保持回路の動作を示す波形図である。
【図6】 第3の実施の形態における送信電流制御回路の動作を示す波形図である。
【図7】 第4の実施の形態における受信回路の回路図である。
【図8】 発光ダイオードの等価回路及び特性を説明するための説明図である。
【図9】 第5の実施の形態における波形成形回路の回路図及びその動作を示す波形図である。
【図10】 従来における光通信装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 受信回路
2 受光手段
3 増幅器
4 比較器
5 送信回路
6 発光手段
7 電流ドライバ回路
8 電圧保持回路
9 送信電流制御回路
I1 受信電流
I2 送信電流
RX 受信信号
TX 送信信号
V1 電圧信号
V2 保持情報としての保持電圧
VTH しきい値

Claims (8)

  1. 受光手段と、その受光手段にて発生する受信電流を電圧信号に変換する増幅器と、その増幅器の電圧信号をしきい値に基づいて2値化し、その2値信号を受信信号として内部回路に出力する比較器とから構成した受信回路と、
    発光手段と、前記内部回路から出力された2値信号を送信信号として入力し、その送信信号を電流信号に変換するとともに増幅し、その増幅した電流を送信電流として前記発光手段に供給する電流ドライバ回路とから構成した送信回路と
    を備えた光通信装置であって、
    前記受信回路における増幅器の電圧信号のピーク電圧を保持情報として保持する電圧保持回路と、
    前記電圧保持回路にて保持された保持情報に基づいて、前記送信回路における電流ドライバ回路の増幅度を前記ピーク電圧と反比例する値に制御する送信電流制御回路と
    を備え
    前記送信電流制御回路は、前記送信信号をバースト信号として出力する場合に、前記送信信号に応じて前記発光手段を発光させるべく前記送信電流を供給する期間内の前記送信電流の一部に対応する前記バースト信号の先頭パルスにおいて前記電流ドライバ回路の増幅度を前記電圧保持回路の保持情報に関係なく最大値とし、その送信電流レベルを最大値とした
    ことを特徴とする光通信装置。
  2. 請求項1に記載の光通信装置において、
    前記送信電流制御回路は、前記増幅度を前記電圧保持回路の保持情報に関係なく最大値とする制御時と前記保持情報に基づいて前記増幅度を前記ピーク電圧と反比例する値に制御する制御時の切り替え時において、電流ドライバ回路の増幅度を漸次制御することを特徴とする光通信装置。
  3. 請求項1又は2に記載の光通信装置において、
    前記電圧保持回路は、前記電圧信号に基づいて容量を充電し、その充電電圧を保持情報として前記送信電流制御回路に出力するようにしたことを特徴とする光通信装置。
  4. 請求項3に記載の光通信装置において、
    前記電圧保持回路は、比較器から出力された受信信号に基づいて、前記容量を放電した後、所定時間経過後に前記電圧信号による容量の充電を開始した後の前記受信信号に基づき前記容量を放電する動作を禁止し、前記送信信号に基づいて前記放電する動作の禁止を解除するようにしたことを特徴とする光通信装置。
  5. 請求項4に記載の光通信装置において、
    前記電圧保持回路は、
    導通時に前記増幅器の電圧信号に基づいて前記容量に充電電荷を供給する第1のスイッチ回路と、
    導通時に前記容量の充電電荷を放電する第2のスイッチ回路と、
    前記比較器から出力された受信信号に基づいて前記第1のスイッチ回路を非導通状態とし、第2のスイッチ回路を導通させるとともに、所定時間経過後に、前記第1のスイッチ回路を導通させ、第2のスイッチ回路を非導通状態として維持し、更に受信信号による動作を禁止するスイッチ制御回路と、
    前記内部回路から出力された送信信号に基づいて前記スイッチ制御回路の受信信号による動作の禁止を解除するリセット回路と
    を備えたことを特徴とする光通信装置。
  6. 請求項1又は2に記載の光通信装置において、
    前記受信回路における増幅器の出力端子直後にスイッチを設け、送信中に増幅器から出力される電圧信号を後段の回路に出力しないようにしたことを特徴とする光通信装置。
  7. 請求項1又は2に記載の光通信装置において、
    前記発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がりエッジを急峻にすべくその電流量を制御し、その送信電流波形を成形する波形成形回路を備えたことを特徴とする光通信装置。
  8. 請求項7に記載の光通信装置において、
    前記波形成形回路は、
    前記内部回路から出力された送信信号を微分波形信号に変換する微分回路と、
    前記微分回路の微分波形信号に基づいて、前記発光手段に供給される送信電流の立ち上がり及び立ち下がり時の電流を補完する補完電流を生成する補完電流生成回路と
    を備えたことを特徴とする光通信装置。
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