WO2020217773A1 - 光通信モジュール及び光通信システム - Google Patents

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WO2020217773A1
WO2020217773A1 PCT/JP2020/011241 JP2020011241W WO2020217773A1 WO 2020217773 A1 WO2020217773 A1 WO 2020217773A1 JP 2020011241 W JP2020011241 W JP 2020011241W WO 2020217773 A1 WO2020217773 A1 WO 2020217773A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical communication
communication module
photocathode
anode
optical
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/011241
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English (en)
French (fr)
Inventor
銀治 杉浦
内山　昌一
松尾　大輔
Original Assignee
浜松ホトニクス株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 浜松ホトニクス株式会社 filed Critical 浜松ホトニクス株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J40/00—Photoelectric discharge tubes not involving the ionisation of a gas
    • H01J40/02—Details
    • H01J40/04—Electrodes
    • H01J40/06—Photo-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical communication module and an optical communication system.
  • an illumination optical communication system visible light communication system
  • an LED Light Emitting Diode
  • an optical communication module used in such an optical communication system for example, a module that employs a PD (Photodiode) in a light receiving unit that receives an optical signal is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the reception state of the optical signal in the optical communication module tends to change depending on the position of the optical communication module with respect to the lighting device, and the reception state of the optical signal may deteriorate.
  • Examples of the solution include a method of increasing the intensity of the optical signal, a method of increasing the light receiving area in the light receiving portion of the optical communication module, and the like.
  • the capacitance between the electrodes generated between the anode and the cathode in PD becomes large, and the response speed of the light receiving part is lowered, which in turn is the communication speed of the optical signal. It leads to a decrease in.
  • An object of the present disclosure is to provide an optical communication module and an optical communication system capable of suppressing deterioration of a reception state of an optical signal and a decrease in communication speed.
  • the optical communication module on one aspect of the present disclosure has a light receiving unit that receives a first optical signal and outputs a first analog electric signal corresponding to the first optical signal, and a first analog electric signal as a first digital electric signal.
  • a housing including a circuit unit for conversion and a terminal for outputting a first digital electric signal to a communication device, and a light receiving unit has a light incident portion for airtightly sealing the internal space and incident the first optical signal. It has a photocathode provided in the internal space to receive the first optical signal, and an anode provided in the internal space to output the first analog electric signal.
  • this optical communication module in the light receiving part, electrons are emitted from the photocathode into the internal space, and the electrons or secondary electrons emitted into the internal space are collected in the anode.
  • the light receiving portion adopts a configuration in which electrons are transferred via the internal space, even if the light receiving area of the photocathode is increased, the capacitance between the electrodes generated between the photocathode and the anode becomes large. hard. That is, in the light receiving unit, it is possible to suppress a decrease in response speed while improving the sensitivity to the first optical signal. Therefore, according to this optical communication module, deterioration of the reception state of the optical signal and reduction of the communication speed can be suppressed.
  • the light receiving unit, the circuit unit, and the terminal may be provided on the same circuit board.
  • the optical communication module is configured as one structure, the handleability of the optical communication module can be improved.
  • the light receiving unit may receive a drive voltage from a communication device via a terminal.
  • the optical communication module it is not necessary for the optical communication module to be provided with a power supply, so that the structure of the optical communication module can be simplified and the size of the optical communication module can be reduced.
  • the terminal may have a configuration capable of electrical and physical connection with the connector of the communication device.
  • the optical communication module can be directly connected to the connector of the communication device.
  • the photocathode and the anode face each other, the dielectric constant of the vacuum is ⁇ 0 (F / mm), the relative permittivity of the internal space is ⁇ r , and the photocathode and the photocathode Assuming that the area where the photocathode and the anode overlap when viewed from the direction facing the anode is S (mm 2 ) and the distance between the photocathode and the anode is t (mm), the light receiving portion has 5 pF> ⁇ . It may be configured to satisfy 0 ⁇ r S / t.
  • the capacitance between the electrodes generated between the photocathode and the anode can be set to less than 5 pF, and for example, a first optical signal having a frequency of several tens to several hundreds of MHz can be appropriately received.
  • the outer surface of the light incident portion may be a lens surface that guides the first optical signal to the photocathode.
  • the light incident portion may be curved outward in a convex shape. As a result, it is possible to suppress deterioration of the reception state of the first optical signal depending on the position of the first optical signal with respect to the transmission source.
  • the light receiving unit may be configured so that the electrons emitted from the photocathode are collected at the anode. As a result, the drive voltage of the light receiving unit can be lowered.
  • the light receiving portion further has a multiplying portion for multiplying the electrons emitted from the photocathode, and the secondary electrons emitted from the multiplying portion are collected in the anode. It may be configured as follows. As a result, the sensitivity of the light receiving unit to the first optical signal can be improved.
  • the housing further has a tubular side wall surrounding the internal space and a bottom wall facing the light incident portion through the internal space, and the photocathode is an anode. It is provided on the side of the light incident portion, and the anode may face the photocathode.
  • the housing further has a tubular side wall surrounding the internal space and a bottom wall facing the light incident portion through the internal space, and the photocathode is an anode. It is provided on the bottom wall side, and the anode may be formed in a mesh shape and face the photocathode.
  • the housing further has a tubular side wall surrounding the internal space and a bottom wall facing the light incident portion through the internal space, and the photocathode is an anode. It is provided on the bottom wall side, and the anode may be provided on the side wall.
  • the light incident portion is formed of glass, and the portion of the housing other than the light incident portion may be formed of glass, ceramics, silicon, or metal. As a result, it is possible to reliably configure a light receiving unit that can improve the sensitivity to the first optical signal and suppress the decrease in the response speed.
  • the photocathode may be formed of cesium antimonide, bi-alkali or multi-alkali.
  • the optical communication module on one aspect of the present disclosure further includes a light emitting unit to which a second analog electric signal is input and emits a second optical signal corresponding to the second analog electric signal, and a terminal is input from a communication device.
  • the second digital electric signal may be output to the circuit unit, and the circuit unit may convert the second digital electric signal into the second analog electric signal.
  • the optical communication system on one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned optical communication module, a communication device for which a first digital electric signal is input from the optical communication module, and a lighting device having a light emitting unit for transmitting the first optical signal. To be equipped with.
  • this optical communication system it is possible to suppress deterioration of the reception state of optical signals and reduction of communication speed in the illumination optical communication system.
  • the optical communication system on one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned optical communication module, a communication device to which a first digital electric signal is input from the optical communication module, a light emitting unit for transmitting the first optical signal, and a second optical signal.
  • a lighting device having a light receiving unit for receiving is provided.
  • optical communication system in an illuminated optical communication system capable of two-way communication, deterioration of an optical signal reception state and a decrease in communication speed can be suppressed.
  • the optical communication system on one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned optical communication module, a communication device for which a first digital electric signal is input from the optical communication module, and a lighting device having a light emitting unit for transmitting the first optical signal.
  • a light receiving device having a light receiving unit for receiving a second optical signal is provided.
  • optical communication system in an illuminated optical communication system in which transmission of a first optical signal and reception of a second optical signal can be performed at appropriate locations, deterioration of an optical signal reception state and a decrease in communication speed can be suppressed. Can be done.
  • an optical communication module and an optical communication system capable of suppressing deterioration of an optical signal reception state and a decrease in communication speed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a side view of the optical communication module shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the optical communication module shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram of the optical communication module shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light receiving portion along the VV line shown in FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency of the first optical signal and the S / N.
  • FIG. 7 is a side view of the optical communication module of the modified example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the light receiving portion of the modified example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the light receiving portion of the modified example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the light receiving portion of the modified example.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the light receiving portion of the modified example.
  • FIG. 12 is a plan view of the light
  • the optical communication system 1 includes a lighting device 2, a communication device 5, and an optical communication module 10.
  • the lighting device 2 is provided, for example, on the ceiling in various facilities.
  • the communication device 5 is, for example, a PC (Personal Computer).
  • the optical communication module 10 is electrically and physically connected to the connector 5a of the communication device 5.
  • the connector 5a is a general-purpose connector such as a USB (Universal Serial Bus) socket.
  • the lighting device 2 transmits the first optical signal L1
  • the optical communication module 10 receives the first optical signal L1
  • the first digital electric signal based on the first optical signal L1 is transmitted to the communication device. Output to 5.
  • the optical communication module 10 transmits a second optical signal L2 based on the second digital electric signal input from the communication device 5, and the lighting device 2 receives the second optical signal L2.
  • the first light signal L1 is light in the visible region that also serves as illumination light
  • the second light signal L2 is light in the infrared region.
  • the optical communication system 1 is an illumination optical communication system (visible light communication system) capable of bidirectional communication between the lighting device 2 and the communication device 5.
  • the lighting device 2 has a light emitting unit 3 and a light receiving unit 4.
  • the light emitting unit 3 transmits the first optical signal L1.
  • the light emitting unit 3 is, for example, a light emitting element such as an LED or an LD (Laser Diode).
  • the light emitting unit 3 is high-speed modulated by a control unit (not shown) of the lighting device 2 to emit light in the visible region that also serves as illumination light as a first light signal L1.
  • the frequency of the first optical signal L1 is, for example, several tens to several hundreds of MHz.
  • the light receiving unit 4 receives the second optical signal L2.
  • the light receiving unit 4 is a light receiving element such as a PD.
  • the light receiving unit 4 has sensitivity to light in the infrared region and receives the second light signal L2. [Configuration of optical communication module]
  • the optical communication module 10 includes a light receiving unit 20, a light emitting unit 11, a circuit unit 12, a terminal 13, a circuit board 14, and a package 15.
  • the light receiving unit 20, the light emitting unit 11, and the terminal 13 are mounted on the circuit board 14.
  • the circuit unit 12 is composed of a plurality of electronic components mounted on the circuit board 14, wiring formed on the circuit board 14, and the like, and is electrically connected to each of the light receiving unit 20, the light emitting unit 11, and the terminal 13. It is connected.
  • the entire light emitting unit 11, the circuit unit 12, and the circuit board 14, and a part of each of the light receiving unit 20 and the terminal 13 (the portion connected to the circuit board 14) are arranged in the package 15.
  • the package 15 is made of, for example, plastic. Note that FIGS. 2 and 3 show the optical communication module 10 with a part of the package 15 cut out.
  • the light receiving unit 20 receives the first light signal L1 and outputs a first analog electric signal corresponding to the first light signal L1 to the circuit unit 12.
  • the light receiving portion 20 projects to the outside of the package 15 through the opening 15a formed in the package 15.
  • the light incident unit 22 that incidents the first light signal L1 is located outside the package 15.
  • the light emitting unit 11 emits a second optical signal L2 corresponding to the second analog electric signal input from the circuit unit 12.
  • the light emitting unit 11 is, for example, a light emitting element such as an LED or an LD, and emits light in an infrared region as a second light signal L2.
  • the light emitting unit 11 faces the light transmitting unit 15b that forms a part of the package 15. As a result, the second light signal L2 is emitted from the light emitting unit 11 to the outside via the light transmitting unit 15b.
  • the circuit unit 12 includes an A / D conversion unit 121, a D / A conversion unit 122, and a signal processing unit 123.
  • the A / D conversion unit 121 and the signal processing unit 123 generate a first digital electric signal by performing signal processing such as A / D conversion on the first analog electric signal input from the light receiving unit 20.
  • the first digital electric signal is output to the communication device 5 via the terminal 13.
  • the circuit unit 12 converts the first analog electric signal input from the light receiving unit 20 into the first digital electric signal.
  • the D / A conversion unit 122 and the signal processing unit 123 perform signal processing such as D / A conversion on the second digital electric signal input from the communication device 5 via the terminal 13 to perform a second analog electric signal. Is generated, and the generated second analog electric signal is output to the light emitting unit 11. In this way, the circuit unit 12 converts the second digital electric signal input from the communication device 5 via the terminal 13 into the second analog electric signal.
  • the terminal 13 outputs the first digital electric signal input from the circuit unit 12 to the communication device 5, and outputs the second digital electric signal input from the communication device 5 to the circuit unit 12.
  • the terminal 13 has a configuration capable of being electrically and physically connected to the connector 5a of the communication device 5.
  • the terminal 13 is a general-purpose connector such as a USB plug.
  • the terminal 13 projects out of the package 15 through the opening 15c formed in the package 15.
  • the portion connected to the connector 5a is located outside the package 15.
  • the light receiving unit 20, the light emitting unit 11, and the terminal 13 are arranged so that the light receiving unit 20, the light emitting unit 11, and the terminal 13 face the lighting device 2 side (for example, the upper side) while the terminal 13 is connected to the connector 5a. .. [Structure of light receiving part]
  • the light receiving unit 20 has a housing 21, a photocathode 25, an anode 26, a lead pin 27, and a plurality of lead pins 28.
  • the housing 21 is composed of a light incident portion 22, a side wall 23, and a bottom wall 24, and airtightly seals the vacuumed internal space S.
  • the side wall 23 is a tubular (for example, rectangular tubular) member that surrounds the internal space S.
  • the light incident portion 22 is a flat plate-shaped (for example, rectangular plate-shaped) member airtightly joined to one opening in the side wall 23.
  • the bottom wall 24 is a flat plate-shaped (for example, rectangular plate-shaped) member airtightly joined to the other opening in the side wall 23, and faces the light incident portion 22 via the internal space S.
  • the light incident portion 22 is formed of glass
  • the side wall 23 and the bottom wall 24 are formed of metal.
  • the housing 21 has a rectangular parallelepiped shape, and the length of one side of the housing 21 is about several mm to a dozen mm.
  • the photocathode 25 is provided in the internal space S, receives the first light signal L1 incident on the light incident portion 22, and emits electrons into the internal space S.
  • the photocathode 25 is formed on the inner surface 22a of the light incident portion 22.
  • the inner surface 22a is the surface of the light incident portion 22 on the internal space S side.
  • the photocathode 25 is in contact with the side wall 23 and is electrically connected to the lead pin 27 via the side wall 23 and the bottom wall 24.
  • the lead pin 27 extends outward from the bottom wall 24 and is electrically connected to the circuit unit 12.
  • the photocathode 25 is formed of bialkali (K 2 CsSb), and is formed on the inner surface 22a by, for example, thin film deposition.
  • the photocathode 25 has a rectangular film shape, and the length of one side of the photocathode 25 when viewed from the incident direction of the first light signal L1 is about several mm to a dozen mm.
  • the anode 26 is provided in the internal space S, collects the electrons emitted from the photocathode 25 into the internal space S, and outputs a first analog electric signal.
  • the anode 26 is supported by a plurality of lead pins 28 penetrating the bottom wall 24 in the internal space S, and is electrically connected to the plurality of lead pins 28.
  • Each lead pin 28 penetrates the bottom wall 24 via an insulating member 29 such as a glass member, and is electrically connected to the circuit unit 12.
  • the anode 26 is made of metal.
  • the anode 26 has a rectangular plate shape, and the length of one side of the anode 26 when viewed from the incident direction of the first optical signal L1 is about several mm to a dozen mm.
  • the photocathode 25 is provided on the light incident portion 22 side of the anode 26 in the internal space S, and the anode 26 faces the photocathode 25 via the internal space S.
  • the light receiving unit 20 is configured so that the electrons emitted from the photocathode 25 are collected by the anode 26.
  • the distance between the photocathode 25 and the anode 26 is about several hundred ⁇ m to several mm.
  • the circuit unit 12 applies a positive potential to the plurality of lead pins 28 in a state where the lead pin 27 is connected to the ground potential of the circuit unit 12. That is, a positive potential is applied to the anode 26 by the circuit unit 12 in a state where the photocathode 25 is connected to the ground potential.
  • the driving voltage is applied to the photocathode 25 and the anode 26 so that the potential of the anode 26 is higher than the potential of the photocathode 25.
  • the light receiving unit 20 receives a drive voltage from the communication device 5 via the terminal 13.
  • the drive voltage of the light receiving unit 20 is about 5V.
  • the dielectric constant of the vacuum is ⁇ 0 (F / mm)
  • the relative permittivity of the internal space S is ⁇ r
  • the photocathode 25 and the anode 26 are viewed from the direction in which the photocathode 25 and the anode 26 face each other.
  • the light receiving unit 20 is configured to satisfy 5 pF> ⁇ 0 ⁇ r S / t.
  • the relative permittivity of the internal space S, ⁇ r is the relative permittivity of the vacuumed internal space S.
  • the optical communication module 10 when the first optical signal L1 is incident on the photocathode 25 via the light incident portion 22, electrons are emitted from the photocathode 25 into the internal space S, and the electrons emitted into the internal space S are emitted from the anode 26.
  • the first analog electric signal corresponding to the first optical signal L1 is output from the anode 26 to the circuit unit 12.
  • the circuit unit 12 converts the first analog electric signal into the first digital electric signal, and the first digital electric signal is output from the circuit unit 12 to the communication device 5 via the terminal 13.
  • the second digital electric signal is input from the communication device 5 to the circuit unit 12 via the terminal 13
  • the second digital electric signal is converted into the second analog electric signal in the circuit unit 12, and the second analog electric signal is converted. Is input to the light emitting unit 11. Then, the second optical signal L2 corresponding to the second analog electric signal is emitted from the light emitting unit 11.
  • the optical communication module 10 since the light receiving unit 20 adopts a configuration in which electrons are exchanged via the internal space S, the photo cathode 25 and the anode 26 are arranged even if the light receiving area of the photo cathode 25 is increased. It is difficult for the capacitance between electrodes to increase. That is, in the light receiving unit 20, it is possible to suppress a decrease in the response speed while improving the sensitivity to the first optical signal L1. Therefore, according to the optical communication module 10, in the optical communication system 1 capable of bidirectional communication, it is possible to suppress deterioration of the reception state of the optical signal and reduction of the communication speed.
  • the optical communication module 10 when the second digital electric signal is input from the communication device 5 to the circuit unit 12 via the terminal 13, the second digital electric signal is converted into the second analog electric signal in the circuit unit 12. , The second optical signal L2 corresponding to the second analog electric signal is emitted from the light emitting unit 11. As a result, bidirectional communication can be realized between the lighting device 2 and the communication device 5.
  • the light receiving unit 20, the light emitting unit 11, the circuit unit 12, and the terminal 13 are provided on the same circuit board.
  • the optical communication module 10 is configured as one structure, the handleability of the optical communication module 10 can be improved.
  • the light receiving unit 20 receives a drive voltage from the communication device 5 via the terminal 13.
  • the optical communication module 10 it is not necessary for the optical communication module 10 to be provided with a power supply, so that the structure of the optical communication module 10 can be simplified and the optical communication module 10 can be downsized.
  • the light receiving unit 20 is configured so that the electrons emitted from the photocathode 25 are collected by the anode 26. As a result, the drive voltage of the light receiving unit 20 can be lowered.
  • the drive voltage of the light receiving unit 20 is about 5 V as described above. Therefore, the terminal 13 and the connector 5a of the communication device 5 can be configured as a general-purpose connector such as a USB standard, and a booster circuit, a high-voltage cable, or the like is not required. As a result, the structure of the optical communication module 10 can be simplified and the optical communication module 10 can be downsized. If APD is used as a high-speed and high-sensitivity light-receiving element for the light-receiving part that receives the first optical signal L1, the drive voltage of the APD is about 200 to 300 V, so a booster circuit, high-voltage cable, etc. are required. Become. Further, a housing for shielding noise generated from the booster circuit is also required. Therefore, if an APD is used for the light receiving unit that receives the first optical signal L1, it becomes difficult to simplify the structure of the optical communication module 10 and reduce the size of the optical communication module 10. This can also occur when a PMT is used as the light receiving unit.
  • the optical communication module 10 has a configuration in which the terminal 13 can be electrically and physically connected to the connector 5a of the communication device 5. As a result, the optical communication module 10 can be directly connected to the connector 5a of the communication device 5.
  • the dielectric constant of the vacuum is ⁇ 0 (F / mm)
  • the relative permittivity of the internal space S is ⁇ r
  • the photo is taken from the direction in which the photocathode 25 and the anode 26 face each other.
  • the light receiving portion 20 has 5 pF> ⁇ 0 ⁇ r S / t. It is configured to meet.
  • the capacitance between the electrodes generated between the photocathode 25 and the anode 26 can be set to less than 5 pF, and for example, the first optical signal L1 having a frequency of several tens to several hundreds of MHz can be appropriately received. it can.
  • ⁇ 0 8.85 ⁇ 10 -15 F / mm
  • ⁇ r 11.9
  • S 3 ⁇ 3 mm 2
  • t 0.05 mm
  • the inter-electrode capacitance generated between the photocathode 25 and the anode 26 is unlikely to be increased, and the inter-electrode capacitance is increased. It can be less than 5 pF, and for example, the first optical signal L1 having a frequency of several tens to several hundreds of MHz can be appropriately received.
  • the inter-electrode capacitance generated in Si-PD tends to be large, and the inter-electrode capacitance cannot be less than 5 pF.
  • the light receiving unit using Si-PD cannot appropriately receive the first optical signal L1 having a frequency of several tens to several hundreds of MHz. If the Si-PD is made thicker, the traveling time of the electrons may become longer and the response speed may decrease, or the electrons may disappear during the traveling and the sensitivity may decrease. Therefore, it is not realistic to increase the thickness of Si-PD in order to reduce the capacitance between electrodes.
  • the photocathode 25 is provided on the light incident portion 22 side of the anode 26 in the internal space S, and the anode 26 faces the photocathode 25 via the internal space S.
  • the light incident portion 22 is formed of glass, and the side wall 23 and the bottom wall are formed of metal. As a result, it is possible to reliably configure the light receiving unit 20 that can improve the sensitivity to the first optical signal L1 and suppress the decrease in the response speed.
  • the photocathode 25 is formed of bi-alkali. As a result, it is possible to reliably configure the light receiving unit 20 that can improve the sensitivity to the first optical signal L1 and suppress the decrease in the response speed. In particular, by using bi-alkali, it is possible to form a photocathode 25 that is excellent in detecting the visible region corresponding to blue in the illumination light.
  • the first optical signal L1 was incident on each of the light receiving element of the example and the Si-PD of the comparative example.
  • the first optical signal L1 was a sinusoidal signal, had a wavelength of 470 (nm), and had a radiative flux of 3 ( ⁇ W / mm 2 ).
  • S / N is a sine wave amplitude / standard deviation.
  • the alternate long and short dash line shown in FIG. 6 represents the measurement limit.
  • the measurement limit is a lower limit value at which the measurement parameter (S / N) of interest can be measured correctly.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the entire light receiving unit 20 may be arranged in the package 15.
  • the light receiving unit 20 faces the light transmitting unit 15d that forms a part of the package 15.
  • the first light signal L1 is incident on the light receiving unit 20 from the outside via the light transmitting unit 15d.
  • the package 15 is configured so that the light transmitting portion 15b and the light transmitting portion 15d are located at different heights, and the light transmitting portion 15b is brought closer to the light emitting portion 11. ing.
  • FIG. 7A the package 15 is configured so that the light transmitting portion 15b and the light transmitting portion 15d are located at different heights, and the light transmitting portion 15b is brought closer to the light emitting portion 11. ing.
  • the package 15 is configured so that the light transmitting portion 15b and the light transmitting portion 15d are located at the same height, and the light transmitting portion 15b is separated from the light emitting portion 11. ing. Note that, in FIGS. 7A and 7B, the optical communication module 10 is shown with a part of the package 15 cut out.
  • the outer surface 22b of the light incident portion 22 may be a lens surface that guides the first light signal L1 to the photocathode 25.
  • the outer surface 22b is a surface of the light incident portion 22 opposite to the internal space S.
  • the light incident portion 22 may be curved outward in a convex shape.
  • the effective irradiation angle range which is the angle range in which the first optical signal L1 is effectively irradiated to the light receiving unit 20, changes depending on the position of the optical communication module 10 with respect to the lighting device 2.
  • the effective irradiation angle range is narrowed as the light receiving unit 20 is farther from directly below the lighting device 2.
  • the light receiving portion 20 whose outer surface 22b is the lens surface or the light receiving portion 20 which is convexly curved outward it is possible to alleviate the narrowing of the effective irradiation angle range. As a result, it is possible to suppress deterioration of the reception state of the first optical signal L1.
  • the photocathode 25 is provided on the bottom wall 24 side of the anode 26 in the internal space S, and the anode 26 is formed in a mesh shape through the internal space S. Facing the photo cathode 25.
  • the photocathode 25 is supported by a plurality of lead pins 28 in the internal space S, and the anode 26 is formed on the inner surface 22a of the light incident portion 22.
  • the photocathode 25 enters the internal space. Electrons are emitted to S, and the electrons emitted to the internal space S are collected at the anode 26. Also in this case, the light receiving unit 20 that can improve the sensitivity to the first optical signal L1 and suppress the decrease in the response speed can be reliably configured.
  • the photocathode 25 is provided on the bottom wall 24 side of the anode 26, and the anode 26 is provided on the side wall 23.
  • the photocathode 25 is supported by a plurality of lead pins 28 in the internal space S, and the inner surface 23a of the side wall 23 functions as the anode 26.
  • the inner surface 23a is a surface on the side wall 23 on the inner space S side.
  • the light receiving unit 20 multipliers the electrons emitted from the photocathode 25. It may be configured to further have a multiplying portion 31 to cause the secondary electrons emitted from the multiplying portion 31 to be collected at the anode 26.
  • the photocathode 25, the multiplying portion 31 and the anode 26 are arranged so that the potential of the multiplying portion 31 is higher than the potential of the photocathode 25 and the potential of the anode 26 is higher than the potential of the multiplying portion 31.
  • the drive voltage is applied. Since the light receiving unit 20 has the multiplying unit 31, the sensitivity of the light receiving unit 20 to the first optical signal L1 can be improved.
  • the photocathode 25 is provided on the light incident portion 22 side of the anode 26 and the multiplying portion 31 in the internal space S, and the multiplying portion 31 which is a dynode is provided.
  • the anode 26 is provided on the bottom wall 24 side of the photocathode 25 and the anode 26 in the internal space S, and the anode 26 is formed in a mesh shape, and the anode 26 is formed between the photocathode 25 and the multiplying portion 31 via the internal space S. It faces each of the photocathode 25 and the multiplying portion 31.
  • the photocathode 25 is formed on the inner surface 22a of the light incident portion 22, the multiplying portion 31 is supported by a plurality of lead pins 28 in the internal space S, and the anode 26 is the internal space. It is supported by the side wall 23 in S.
  • the first light signal L1 enters the photocathode 25 via the light incident portion 22
  • electrons are emitted from the photocathode 25 into the internal space S and emitted into the internal space S.
  • the generated electrons enter the multiplying portion 31 via the mesh portion of the anode 26.
  • FIG. 10 (b) is different from the example shown in FIG. 10 (a) in that the anode 26 is provided on the side wall 23.
  • the inner surface 23a of the side wall 23 functions as the anode 26.
  • the photocathode 25 is provided on the bottom wall 24 side of the anode 26 and the multiplying portion 31 in the internal space S, and the multiplying portion 31 which is a dynode is inside.
  • the photocathode 25 and the anode 26 are provided on the light incident portion 22 side, and the anode 26 is formed in a mesh shape, and the anode 26 is formed between the photocathode 25 and the multiplying portion 31 via the internal space S. It faces each of the photocathode 25 and the multiplying portion 31.
  • the photocathode 25 is supported by a plurality of lead pins 28 in the internal space S
  • the multiplying portion 31 is formed on the inner surface 22a of the light incident portion 22
  • the anode 26 is the internal space. It is supported by the side wall 23 in S.
  • the first light signal L1 is incident on the internal space S via the light incident portion 22 and the multiplying portion 31, and the first optical signal L1 incident on the internal space S is the anode.
  • FIG. 11 (b) is different from the example shown in FIG. 11 (a) in that the anode 26 is provided on the side wall 23.
  • the inner surface 23a of the side wall 23 functions as the anode 26.
  • a transparent conductive film (not shown) that supplies a current to the multiplying portion 31 is provided between the inner surface 22a and the multiplying portion 31.
  • the side wall 23 has a frame shape (for example, a rectangular frame shape), and each of the light incident portion 22 and the bottom wall 24 has a plate shape (for example, a rectangular plate shape).
  • a wall-shaped electrode (not shown), a focusing electrode (not shown), a multiplying portion 31 including a plurality of dynodes, and an anode 26 are arranged side by side along the inner surface of the bottom wall 24.
  • the wall-shaped electrode, focusing electrode, multiplying portion 31, and anode 26 are integrally formed with the side wall 23 by silicon.
  • the bottom wall 24 constitutes a wiring board, and the outer surface of the bottom wall 24 is provided with a wall-shaped electrode, a focusing electrode, a multiplier 31, and a plurality of terminals electrically connected to the anode 26.
  • a photocathode 25 is formed in a region of the inner surface of the light incident portion 22 that does not overlap with the multiplier portion 31 and the anode 26.
  • the first light signal L1 when the first light signal L1 is incident on the photocathode 25 via the light incident portion 22, electrons are emitted from the photocathode 25 into the internal space S, and the electrons emitted into the internal space S are emitted. It is incident on the multiplying portion 31.
  • FIG. 12 shows the light receiving portion 20 in a state where a part of the light incident portion 22 is cut off.
  • the internal space S may be filled with a gas (for example, an inert gas).
  • a gas for example, an inert gas
  • the connector 5a of the terminal 13 and the communication device 5 may be a connector of a standard other than the USB standard.
  • the terminal 13 may have a configuration in which it is electrically connected to the communication device 5 via, for example, a communication cable or the like.
  • the optical communication module 10 may include a plurality of light receiving units 20.
  • the first optical signal L1 is not limited to light in the visible region that also serves as illumination light.
  • the second light signal L2 is not limited to light in the infrared region.
  • the optical communication system 1 and the optical communication module 10 are not limited to the above-described configurations.
  • the optical communication module 10 does not have to have the light emitting unit 11.
  • the lighting device 2 does not have to have the light receiving unit 4. This also makes it possible to suppress deterioration of the reception state of the first optical signal L1 and decrease in communication speed in the optical communication system 1.
  • the optical communication system 1 may further include a light receiving device having a light receiving unit 4 in addition to the lighting device 2 having the light emitting unit 3.
  • the side wall 23 and the bottom wall 24 may be formed of glass, ceramics, or silicon.
  • the photocathode 25 may be formed of cesium antimonide (Cs 3 Sb) or multi-alkali (Na 2 KSb (+ Cs)).
  • Cs 3 Sb cesium antimonide
  • Na 2 KSb (+ Cs) multi-alkali
  • Optical communication system 1 ... Optical communication system, 2 ... Lighting device, 3, 11 ... Light emitting unit, 4, 20 ... Light receiving unit, 5 ... Communication equipment, 5a ... Connector, 10 ... Optical communication module, 12 ... Circuit unit, 13 ... Terminal, 21 ... Housing, 22 ... Light incident part, 22b ... Outer surface, 23 ... Side wall, 24 ... Bottom wall, 25 ... Photocathode, 26 ... Anode, 31 ... Multiplying part, L1 ... First optical signal, L2 ... Second Optical signal, S ... Internal space.

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Abstract

光通信モジュールは、第１光信号を受光し、第１光信号に応じた第１アナログ電気信号を出力する受光部と、第１アナログ電気信号を第１デジタル電気信号に変換する回路部と、第１デジタル電気信号を通信機器に出力する端子と、を備える。受光部は、内部空間を気密に封止し、第１光信号を入射させる光入射部を有する筐体と、内部空間に設けられ、第１光信号を受光するフォトカソードと、内部空間に設けられ、第１アナログ電気信号を出力するアノードと、を有する。

Description

光通信モジュール及び光通信システム
　本開示は、光通信モジュール及び光通信システムに関する。
　光通信システムとして、例えば、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を採用した照明装置においてＬＥＤを高速変調することで照明光を光信号として用いる照明光通信システム（可視光通信システム）が注目されている。そのような光通信システムに用いられる光通信モジュールとして、例えば、光信号を受光する受光部にＰＤ（Photodiode）を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－３８５０９号公報
　上述したような光通信システムでは、光通信モジュールにおける光信号の受信状態が照明装置に対する光通信モジュールの位置によって変化し易く、光信号の受信状態の劣化が生じるおそれがある。その解決方法として、光信号の強度を強くする方法、光通信モジュールの受光部において受光面積を大きくする方法等が挙げられる。しかし、照明光通信システムでは、光信号の強度を強くするために照明光の強度を強くすることは現実的ではない。一方で、ＰＤを採用した受光部において受光面積を大きくすると、ＰＤにおいて陽極と陰極との間に生じる電極間容量が大きくなり、受光部の応答速度の低下、延いては、光信号の通信速度の低下に繋がる。
　本開示は、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる光通信モジュール及び光通信システムを提供することを目的とする。
　本開示の一側面の光通信モジュールは、第１光信号を受光し、第１光信号に応じた第１アナログ電気信号を出力する受光部と、第１アナログ電気信号を第１デジタル電気信号に変換する回路部と、第１デジタル電気信号を通信機器に出力する端子と、を備え、受光部は、内部空間を気密に封止し、第１光信号を入射させる光入射部を有する筐体と、内部空間に設けられ、第１光信号を受光するフォトカソードと、内部空間に設けられ、第１アナログ電気信号を出力するアノードと、を有する。
　この光通信モジュールでは、受光部において、フォトカソードから内部空間に電子が放出され、内部空間に放出された電子又は二次電子がアノードに収集される。このように、受光部が、内部空間を介して電子を授受する構成を採っているため、フォトカソードの受光面積を大きくしても、フォトカソードとアノードとの間に生じる電極間容量が大きくなり難い。つまり、受光部において、第１光信号に対する感度を向上させつつも、応答速度が低下するのを抑制することができる。よって、この光通信モジュールによれば、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、受光部、回路部及び端子は、同一の回路基板に設けられていてもよい。これにより、１つの構造体として光通信モジュールが構成されるため、光通信モジュールのハンドリング性を向上させることができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、受光部は、通信機器から端子を介して駆動電圧の供給を受けてもよい。これにより、光通信モジュールが電源を備えることが不要となるため、光通信モジュールの構造の単純化及び光通信モジュールの小型化を図ることができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、端子は、通信機器が有するコネクタとの電気的且つ物理的な接続が可能な構成を有してもよい。これにより、通信機器が有するコネクタに光通信モジュールを直接的に接続することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、フォトカソードとアノードとは、向かい合っており、真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍｍ）とし、内部空間の比誘電率をεｒとし、フォトカソードとアノードとが向かい合う方向から見た場合にフォトカソードとアノードとが重なり合う領域の面積をＳ（ｍｍ２）とし、フォトカソードとアノードとの距離をｔ（ｍｍ）とすると、受光部は、５ｐＦ＞ε０εｒＳ／ｔを満たすように構成されていてもよい。これにより、フォトカソードとアノードとの間に生じる電極間容量を５ｐＦ未満とすることができ、例えば、数十～数百ＭＨｚの周波数を有する第１光信号を適切に受信することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、光入射部の外側表面は、第１光信号をフォトカソードに導光するレンズ面であってもよい。これにより、第１光信号の送信元に対する位置によって第１光信号の受信状態が劣化するのを抑制することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、光入射部は、外側に凸状に湾曲していてもよい。これにより、第１光信号の送信元に対する位置によって第１光信号の受信状態が劣化するのを抑制することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、受光部は、フォトカソードから放出された電子がアノードに収集されるように構成されていてもよい。これにより、受光部の駆動電圧を低くすることができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、受光部は、フォトカソードから放出された電子を増倍させる増倍部を更に有し、増倍部から放出された二次電子がアノードに収集されるように構成されていてもよい。これにより、受光部において、第１光信号に対する感度を向上させることができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、筐体は、内部空間を包囲する筒状の側壁と、内部空間を介して光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、フォトカソードは、アノードよりも光入射部側に設けられており、アノードは、フォトカソードと向かい合っていてもよい。これにより、第１光信号に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部を確実に構成することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、筐体は、内部空間を包囲する筒状の側壁と、内部空間を介して光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、フォトカソードは、アノードよりも底壁側に設けられており、アノードは、メッシュ状に形成され、フォトカソードと向かい合っていてもよい。これにより、第１光信号に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部を確実に構成することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、筐体は、内部空間を包囲する筒状の側壁と、内部空間を介して光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、フォトカソードは、アノードよりも底壁側に設けられており、アノードは、側壁に設けられていてもよい。これにより、第１光信号に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部を確実に構成することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、光入射部は、ガラスによって形成されており、筐体における光入射部以外の部分は、ガラス、セラミックス、シリコン又は金属によって形成されていてもよい。これにより、第１光信号に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部を確実に構成することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールでは、フォトカソードは、セシウムアンチモナイド、バイアルカリ又はマルチアルカリによって形成されていてもよい。これにより、第１光信号に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部を確実に構成することができる。
　本開示の一側面の光通信モジュールは、第２アナログ電気信号が入力され、第２アナログ電気信号に応じた第２光信号を出射する発光部を更に備え、端子は、通信機器から入力された第２デジタル電気信号を回路部に出力し、回路部は、第２デジタル電気信号を第２アナログ電気信号に変換してもよい。これにより、例えば第１光信号の送信元と通信機器との間で双方向通信を実現することができる。
　本開示の一側面の光通信システムは、上述した光通信モジュールと、光通信モジュールから第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、第１光信号を送信する発光部を有する照明装置と、を備える。
　この光通信システムによれば、照明光通信システムにおいて、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　本開示の一側面の光通信システムは、上述した光通信モジュールと、光通信モジュールから第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、第１光信号を送信する発光部及び第２光信号を受信する受光部を有する照明装置と、を備える。
　この光通信システムによれば、双方向通信が可能な照明光通信システムにおいて、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　本開示の一側面の光通信システムは、上述した光通信モジュールと、光通信モジュールから第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、第１光信号を送信する発光部を有する照明装置と、第２光信号を受信する受光部を有する受光装置と、を備える。
　この光通信システムによれば、第１光信号の送信及び第２光信号の受信をそれぞれ適切な場所で行える照明光通信システムにおいて、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　本開示によれば、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる光通信モジュール及び光通信システムを提供することが可能となる。
図１は、一実施形態の光通信システムの構成図である。 図２は、図１に示される光通信モジュールの側面図である。 図３は、図２に示される光通信モジュールの平面図である。 図４は、図２に示される光通信モジュールのブロック図である。 図５は、図３に示されるV－V線に沿っての受光部の断面図である。 図６は、第１光信号の周波数とＳ／Ｎとの関係を示すグラフである。 図７は、変形例の光通信モジュールの側面図である。 図８は、変形例の受光部の断面図である。 図９は、変形例の受光部の断面図である。 図１０は、変形例の受光部の断面図である。 図１１は、変形例の受光部の断面図である。 図１２は、変形例の受光部の平面図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［光通信システムの構成］
　図１に示されるように、光通信システム１は、照明装置２と、通信機器５と、光通信モジュール１０と、を備えている。照明装置２は、各種施設において、例えば天井に設けられている。通信機器５は、例えばＰＣ（Personal　Computer）である。光通信モジュール１０は、通信機器５が有するコネクタ５ａと電気的且つ物理的に接続されている。コネクタ５ａは、例えばＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）ソケット等の汎用コネクタである。
　光通信システム１では、照明装置２が第１光信号Ｌ１を送信し、光通信モジュール１０が、第１光信号Ｌ１を受信して、第１光信号Ｌ１に基づく第１デジタル電気信号を通信機器５に出力する。また、光通信モジュール１０が、通信機器５から入力された第２デジタル電気信号に基づく第２光信号Ｌ２を送信し、照明装置２が第２光信号Ｌ２を受信する。本実施形態では、第１光信号Ｌ１は、照明光を兼ねた可視域の光であり、第２光信号Ｌ２は、赤外域の光である。光通信システム１は、照明装置２と通信機器５との間での双方向通信が可能な照明光通信システム（可視光通信システム）である。
　照明装置２は、発光部３と、受光部４と、を有している。発光部３は、第１光信号Ｌ１を送信する。発光部３は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ（Laser　Diode）等の発光素子である。発光部３は、照明装置２の制御部（図示省略）によって高速変調されることで、照明光を兼ねた可視域の光を第１光信号Ｌ１として出射する。第１光信号Ｌ１の周波数は、例えば数十～数百ＭＨｚである。受光部４は、第２光信号Ｌ２を受信する。受光部４は、例えばＰＤ等の受光素子である。受光部４は、赤外域の光に対して感度を有しており、第２光信号Ｌ２を受光する。
［光通信モジュールの構成］
　図２及び図３に示されるように、光通信モジュール１０は、受光部２０と、発光部１１と、回路部１２と、端子１３と、回路基板１４と、パッケージ１５と、を備えている。受光部２０、発光部１１及び端子１３は、回路基板１４に実装されている。回路部１２は、回路基板１４に実装された複数の電子部品、及び回路基板１４に形成された配線等によって、構成されており、受光部２０、発光部１１及び端子１３のそれぞれと電気的に接続されている。発光部１１、回路部１２及び回路基板１４のそれぞれの全体、並びに、受光部２０及び端子１３のそれぞれの一部（回路基板１４と接続された部分）は、パッケージ１５内に配置されている。パッケージ１５は、例えばプラスチックによって形成されている。なお、図２及び図３には、パッケージ１５の一部が切り欠かれた状態で光通信モジュール１０が示されている。
　受光部２０は、第１光信号Ｌ１を受光し、第１光信号Ｌ１に応じた第１アナログ電気信号を回路部１２に出力する。受光部２０は、パッケージ１５に形成された開口１５ａを介してパッケージ１５外に突出している。受光部２０では、受光部２０が有する筐体２１のうち、第１光信号Ｌ１を入射させる光入射部２２が、パッケージ１５外に位置している。
　発光部１１は、回路部１２から入力された第２アナログ電気信号に応じた第２光信号Ｌ２を出射する。発光部１１は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ等の発光素子であり、赤外域の光を第２光信号Ｌ２として出射する。発光部１１は、パッケージ１５の一部を構成する光透過部１５ｂに向かい合っている。これにより、第２光信号Ｌ２は、発光部１１から光透過部１５ｂを介して外部に出射する。
　図４に示されるように、回路部１２は、Ａ／Ｄ変換部１２１と、Ｄ／Ａ変換部１２２と、信号処理部１２３と、を有している。Ａ／Ｄ変換部１２１及び信号処理部１２３は、受光部２０から入力された第１アナログ電気信号に対してＡ／Ｄ変換等の信号処理を施すことで第１デジタル電気信号を生成し、生成した第１デジタル電気信号を、端子１３を介して通信機器５に出力する。このように、回路部１２は、受光部２０から入力された第１アナログ電気信号を第１デジタル電気信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部１２２及び信号処理部１２３は、通信機器５から端子１３を介して入力された第２デジタル電気信号に対してＤ／Ａ変換等の信号処理を施すことで第２アナログ電気信号を生成し、生成した第２アナログ電気信号を発光部１１に出力する。このように、回路部１２は、通信機器５から端子１３を介して入力された第２デジタル電気信号を第２アナログ電気信号に変換する。
　端子１３は、回路部１２から入力された第１デジタル電気信号を通信機器５に出力し、通信機器５から入力された第２デジタル電気信号を回路部１２に出力する。図２及び図３に示されるように、端子１３は、通信機器５のコネクタ５ａとの電気的且つ物理的な接続が可能な構成を有している。端子１３は、例えばＵＳＢプラグ等の汎用コネクタである。端子１３は、パッケージ１５に形成された開口１５ｃを介してパッケージ１５外に突出している。端子１３では、コネクタ５ａに接続される部分がパッケージ１５外に位置している。なお、受光部２０、発光部１１及び端子１３は、端子１３がコネクタ５ａに接続された状態で受光部２０及び発光部１１が照明装置２側（例えば上側）を向くように、配置されている。
［受光部の構成］
　図５に示されるように、受光部２０は、筐体２１と、フォトカソード２５と、アノード２６と、リードピン２７と、複数のリードピン２８と、を有している。筐体２１は、光入射部２２、側壁２３及び底壁２４によって構成されており、真空引きされた内部空間Ｓを気密に封止している。側壁２３は、内部空間Ｓを包囲する筒状（例えば矩形筒状）の部材である。光入射部２２は、側壁２３における一方の開口部に気密に接合された平板状（例えば矩形板状）の部材である。底壁２４は、側壁２３における他方の開口部に気密に接合された平板状（例えば矩形板状）の部材であり、内部空間Ｓを介して光入射部２２と向かい合っている。本実施形態では、光入射部２２は、ガラスによって形成されており、側壁２３及び底壁２４（筐体２１における光入射部２２以外の部分）は、金属によって形成されている。一例として、筐体２１は、直方体箱状を呈しており、筐体２１の一辺の長さは、数ｍｍ～十数ｍｍ程度である。
　フォトカソード２５は、内部空間Ｓに設けられており、光入射部２２に入射した第１光信号Ｌ１を受光して、内部空間Ｓに電子を放出する。具体的には、フォトカソード２５は、光入射部２２の内側表面２２ａに形成されている。内側表面２２ａは、光入射部２２における内部空間Ｓ側の表面である。フォトカソード２５は、側壁２３と接触しており、側壁２３及び底壁２４を介してリードピン２７と電気的に接続されている。リードピン２７は、底壁２４から外部に延在しており、回路部１２と電気的に接続されている。本実施形態では、フォトカソード２５は、バイアルカリ（Ｋ２ＣｓＳｂ）によって形成されており、例えば蒸着によって内側表面２２ａに形成されている。一例として、フォトカソード２５は、矩形膜状を呈しており、第１光信号Ｌ１の入射方向から見た場合におけるフォトカソード２５の一辺の長さは、数ｍｍ～十数ｍｍ程度である。
　アノード２６は、内部空間Ｓに設けられており、フォトカソード２５から内部空間Ｓに放出された電子を収集して、第１アナログ電気信号を出力する。具体的には、アノード２６は、内部空間Ｓにおいて、底壁２４を貫通する複数のリードピン２８によって支持されており、複数のリードピン２８と電気的に接続されている。各リードピン２８は、ガラス部材等の絶縁部材２９を介して底壁２４を貫通しており、回路部１２と電気的に接続されている。アノード２６は、金属によって形成されている。一例として、アノード２６は、矩形板状を呈しており、第１光信号Ｌ１の入射方向から見た場合におけるアノード２６の一辺の長さは、数ｍｍ～十数ｍｍ程度である。
　以上のように、受光部２０では、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいてアノード２６よりも光入射部２２側に設けられており、アノード２６が、内部空間Ｓを介してフォトカソード２５と向かい合っている。つまり、受光部２０は、フォトカソード２５から放出された電子がアノード２６に収集されるように構成されている。一例として、フォトカソード２５とアノード２６との距離は、数百μｍ～数ｍｍ程度である。
　本実施形態では、リードピン２７が回路部１２の接地電位に接続された状態で、回路部１２によって複数のリードピン２８に正電位が印加される。つまり、フォトカソード２５が接地電位に接続された状態で、回路部１２によってアノード２６に正電位が印加される。このように、受光部２０では、フォトカソード２５の電位よりもアノード２６の電位が高くなるように、フォトカソード２５及びアノード２６に駆動電圧が印加される。受光部２０は、通信機器５から端子１３を介して駆動電圧の供給を受ける。一例として、コネクタ５ａがＵＳＢソケットであり、端子１３がＵＳＢプラグである場合には、受光部２０の駆動電圧は、５Ｖ程度である。
　ここで、真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍｍ）とし、内部空間Ｓの比誘電率をεｒとし、フォトカソード２５とアノード２６とが向かい合う方向から見た場合にフォトカソード２５とアノード２６とが重なり合う領域の面積をＳ（ｍｍ２）とし、フォトカソード２５とアノード２６との距離をｔ（ｍｍ）とすると、受光部２０は、５ｐＦ＞ε０εｒＳ／ｔを満たすように構成されている。なお、内部空間Ｓの比誘電率であるεｒは、真空引きされた内部空間Ｓの比誘電率である。
［作用及び効果］
　光通信モジュール１０では、第１光信号Ｌ１が光入射部２２を介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子がアノード２６に収集されて、第１光信号Ｌ１に応じた第１アナログ電気信号がアノード２６から回路部１２に出力される。そして、回路部１２において第１アナログ電気信号が第１デジタル電気信号に変換され、第１デジタル電気信号が回路部１２から端子１３を介して通信機器５に出力される。一方、第２デジタル電気信号が通信機器５から端子１３を介して回路部１２に入力されると、回路部１２において第２デジタル電気信号が第２アナログ電気信号に変換され、第２アナログ電気信号が発光部１１に入力される。そして、第２アナログ電気信号に応じた第２光信号Ｌ２が発光部１１から出射される。
　このように、光通信モジュール１０では、受光部２０が、内部空間Ｓを介して電子を授受する構成を採っているため、フォトカソード２５の受光面積を大きくしても、フォトカソード２５とアノード２６との間に生じる電極間容量が大きくなり難い。つまり、受光部２０において、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させつつも、応答速度が低下するのを抑制することができる。よって、光通信モジュール１０によれば、双方向通信が可能な光通信システム１において、光信号の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　また、光通信モジュール１０では、第２デジタル電気信号が通信機器５から端子１３を介して回路部１２に入力されると、回路部１２において第２デジタル電気信号が第２アナログ電気信号に変換され、第２アナログ電気信号に応じた第２光信号Ｌ２が発光部１１から出射される。これにより、照明装置２と通信機器５との間で双方向通信を実現することができる。
　また、光通信モジュール１０では、受光部２０、発光部１１、回路部１２及び端子１３が、同一の回路基板に設けられている。これにより、１つの構造体として光通信モジュール１０が構成されるため、光通信モジュール１０のハンドリング性を向上させることができる。
　また、光通信モジュール１０では、受光部２０が、通信機器５から端子１３を介して駆動電圧の供給を受ける。これにより、光通信モジュール１０が電源を備えることが不要となるため、光通信モジュール１０の構造の単純化及び光通信モジュール１０の小型化を図ることができる。
　また、光通信モジュール１０では、フォトカソード２５から放出された電子がアノード２６に収集されるように、受光部２０が構成されている。これにより、受光部２０の駆動電圧を低くすることができる。
　ここで、受光部２０の駆動電圧は、上述したように、５Ｖ程度である。そのため、端子１３、及び通信機器５のコネクタ５ａを、ＵＳＢ規格等の汎用コネクタとして構成することができ、昇圧回路、高圧ケーブル等が不要となる。これにより、光通信モジュール１０の構造の単純化及び光通信モジュール１０の小型化を図ることができる。仮に、第１光信号Ｌ１を受光する受光部に、高速且つ高感度の受光素子としてＡＰＤを採用すると、ＡＰＤの駆動電圧は、２００～３００Ｖ程度であるため、昇圧回路、高圧ケーブル等が必要となる。更に、昇圧回路から発生するノイズを遮蔽するための筐体も必要となる。したがって、第１光信号Ｌ１を受光する受光部にＡＰＤを採用すると、光通信モジュール１０の構造の単純化及び光通信モジュール１０の小型化を図ることが困難となる。このことは、受光部としてＰＭＴを採用した場合にも起こり得る。
　また、光通信モジュール１０では、端子１３が、通信機器５が有するコネクタ５ａとの電気的且つ物理的な接続が可能な構成を有している。これにより、通信機器５が有するコネクタ５ａに光通信モジュール１０を直接的に接続することができる。
　また、光通信モジュール１０では、真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍｍ）とし、内部空間Ｓの比誘電率をεｒとし、フォトカソード２５とアノード２６とが向かい合う方向から見た場合にフォトカソード２５とアノード２６とが重なり合う領域の面積をＳ（ｍｍ２）とし、フォトカソード２５とアノード２６との距離をｔ（ｍｍ）とすると、受光部２０が、５ｐＦ＞ε０εｒＳ／ｔを満たすように構成されている。これにより、フォトカソード２５とアノード２６との間に生じる電極間容量を５ｐＦ未満とすることができ、例えば、数十～数百ＭＨｚの周波数を有する第１光信号Ｌ１を適切に受信することができる。
　ここで、光通信モジュール１０の受光部２０において、内部空間Ｓを真空とみなして、ε０＝８．８５×１０－１５Ｆ／ｍｍ、εｒ＝１、Ｓ＝３×３ｍｍ２、ｔ＝１ｍｍとすると、フォトカソード２５とアノード２６との間に生じる電極間容量はＣ＝０．０８ｐＦとなる。また、光通信モジュール１０の受光部２０において、内部空間Ｓを真空とみなして、ε０＝８．８５×１０－１５Ｆ／ｍｍ、εｒ＝１、Ｓ＝１０×１０ｍｍ２、ｔ＝１ｍｍとすると、フォトカソード２５とアノード２６との間に生じる電極間容量はＣ＝０．８９ｐＦとなる。一方、Ｓｉ－ＰＤを採用した受光部において、ε０＝８．８５×１０－１５Ｆ／ｍｍ、εｒ＝１１．９、Ｓ＝３×３ｍｍ２、ｔ＝０．０５ｍｍとすると、Ｓｉ－ＰＤに生じる電極間容量はＣ＝１９ｐＦとなる。
　このように、光通信モジュール１０の受光部２０では、受光面に相当するＳを大きくしても、フォトカソード２５とアノード２６との間に生じる電極間容量が大きくなり難く、当該電極間容量を５ｐＦ未満とすることができ、例えば、数十～数百ＭＨｚの周波数を有する第１光信号Ｌ１を適切に受信することができる。一方、Ｓｉ－ＰＤを採用した受光部では、受光面に相当するＳを大きくすると、Ｓｉ－ＰＤに生じる電極間容量が大きくなり易く、当該電極間容量を５ｐＦ未満とすることができない。つまり、Ｓｉ－ＰＤを採用した受光部では、数十～数百ＭＨｚの周波数を有する第１光信号Ｌ１を適切に受信することができない。なお、Ｓｉ－ＰＤを厚くすると、電子の走行時間が長くなって応答速度が低下したり、電子が走行途中で消滅して感度が低下したりするおそれがある。したがって、電極間容量を小さくするためにＳｉ－ＰＤを厚くすることは現実的ではない。
　また、光通信モジュール１０では、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいてアノード２６よりも光入射部２２側に設けられており、アノード２６が、内部空間Ｓを介してフォトカソード２５と向かい合っている。これにより、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部２０を確実に構成することができる。
　また、光通信モジュール１０では、光入射部２２がガラスによって形成されており、側壁２３及び底壁が金属によって形成されている。これにより、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部２０を確実に構成することができる。
　また、光通信モジュール１０では、フォトカソード２５が、バイアルカリによって形成されている。これにより、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部２０を確実に構成することができる。特に、バイアルカリを用いることで、照明光のうち青色に対応する可視域の検出に優れたフォトカソード２５を形成することができる。
　ここで、実施例及び比較例について説明する。実施例は、光通信モジュール１０の受光部２０と同一の構成を有する受光素子であり、感度＝０．０５Ａ／Ｗ、Ｓ＝５０．３ｍｍ２、電極間容量＝２．４ｐＦであった。比較例は、Ｓｉ－ＰＤであり、感度＝０．２６Ａ／Ｗ、Ｓ＝５．７６ｍｍ２、電極間容量＝６５ｐＦであった。実施例の受光素子及び比較例のＳｉ－ＰＤのそれぞれに対して、第１光信号Ｌ１を入射させた。第１光信号Ｌ１は、正弦波信号であり、波長は４７０（ｎｍ）、放射流束は３（μＷ／ｍｍ２）であった。第１光信号Ｌ１の周波数を変化させて、実施例の受光素子及び比較例のＳｉ－ＰＤのそれぞれについてＳ／Ｎを測定した結果、図６に示されるように、実施例の受光素子のＳ／Ｎが比較例のＳｉ－ＰＤのＳ／Ｎを上回った。特に、高周波領域において、実施例の受光素子の優位性が顕著となった。なお、Ｓ／Ｎは、正弦波振幅／標準偏差である。また、図６に示される一点鎖線は、測定限界を表したものである。測定限界とは、注目する測定パラメータ（Ｓ／Ｎ）を正しく測定することのできる下限の値である。
［変形例］
　本開示は、上述した実施形態に限定されない。例えば、図７の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、受光部２０の全体がパッケージ１５内に配置されていてもよい。この場合、受光部２０は、パッケージ１５の一部を構成する光透過部１５ｄに向かい合っている。これにより、第１光信号Ｌ１は、外部から光透過部１５ｄを介して受光部２０に入射する。図７の（ａ）に示される例では、光透過部１５ｂと光透過部１５ｄとが異なる高さに位置するようにパッケージ１５が構成されており、光透過部１５ｂが発光部１１に近付けられている。図７の（ｂ）に示される例では、光透過部１５ｂと光透過部１５ｄとが同じ高さに位置するようにパッケージ１５が構成されており、光透過部１５ｂが発光部１１から離されている。なお、図７の（ａ）及び（ｂ）には、パッケージ１５の一部が切り欠かれた状態で光通信モジュール１０が示されている。
　また、図８の（ａ）に示されるように、光入射部２２の外側表面２２ｂは、第１光信号Ｌ１をフォトカソード２５に導光するレンズ面であってもよい。外側表面２２ｂは、光入射部２２における内部空間Ｓとは反対側の表面である。また、図８の（ｂ）に示されるように、光入射部２２は、外側に凸状に湾曲していてもよい。これらにより、照明装置２に対する位置によって第１光信号Ｌ１の受信状態が劣化するのを抑制することができる。ここで、第１光信号Ｌ１が有効に受光部２０に照射される角度範囲である有効照射角範囲は、照明装置２に対する光通信モジュール１０の位置によって変化する。具体的には、受光部２０が照明装置２の真下にある場合と比較して、受光部２０が照明装置２の真下から離れるほど有効照射角範囲は狭まってしまう。これに対し、外側表面２２ｂがレンズ面である受光部２０又は外側に凸状に湾曲している受光部２０を有することにより、有効照射角範囲が狭まることを緩和することができる。その結果、第１光信号Ｌ１の受信状態が劣化するのを抑制することができる。
　また、フォトカソード２５及びアノード２６の配置については、様々な配置を採ることができる。図９の（ａ）に示される例では、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいてアノード２６よりも底壁２４側に設けられており、アノード２６が、メッシュ状に形成され、内部空間Ｓを介してフォトカソード２５と向かい合っている。具体的には、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいて複数のリードピン２８によって支持されており、アノード２６が、光入射部２２の内側表面２２ａに形成されている。図９の（ａ）に示される例では、第１光信号Ｌ１が、光入射部２２、アノード２６のメッシュ部、及び内部空間Ｓを介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子がアノード２６に収集される。この場合にも、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部２０を確実に構成することができる。
　図９の（ｂ）に示される例では、フォトカソード２５が、アノード２６よりも底壁２４側に設けられており、アノード２６が、側壁２３に設けられている。具体的には、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいて複数のリードピン２８によって支持されており、側壁２３の内側表面２３ａが、アノード２６として機能する。内側表面２３ａは、側壁２３における内部空間Ｓ側の表面である。図９の（ｂ）に示される例では、第１光信号Ｌ１が光入射部２２及び内部空間Ｓを介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子がアノード２６に収集される。この場合にも、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させ且つ応答速度が低下するのを抑制し得る受光部２０を確実に構成することができる。
　また、図１０の（ａ）及び（ｂ）、図１１の（ａ）及び（ｂ）、並びに、図１２に示されるように、受光部２０は、フォトカソード２５から放出された電子を増倍させる増倍部３１を更に有し、増倍部３１から放出された二次電子がアノード２６に収集されるように構成されていてもよい。その場合、フォトカソード２５の電位よりも増倍部３１の電位が高くなり且つ増倍部３１の電位よりもアノード２６の電位が高くなるように、フォトカソード２５、増倍部３１及びアノード２６に駆動電圧が印加される。受光部２０が増倍部３１を有することで、受光部２０において、第１光信号Ｌ１に対する感度を向上させることができる。
　図１０の（ａ）に示される例では、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいてアノード２６及び増倍部３１よりも光入射部２２側に設けられており、ダイノードである増倍部３１が、内部空間Ｓにおいてフォトカソード２５及びアノード２６よりも底壁２４側に設けられており、アノード２６が、メッシュ状に形成され、フォトカソード２５と増倍部３１との間において、内部空間Ｓを介してフォトカソード２５及び増倍部３１のそれぞれと向かい合っている。具体的には、フォトカソード２５が、光入射部２２の内側表面２２ａに形成されており、増倍部３１が、内部空間Ｓにおいて複数のリードピン２８によって支持されており、アノード２６が、内部空間Ｓにおいて側壁２３によって支持されている。図１０の（ａ）に示される例では、第１光信号Ｌ１が光入射部２２を介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子がアノード２６のメッシュ部を介して増倍部３１に入射する。そして、増倍部３１から内部空間Ｓに二次電子が放出され、内部空間Ｓに放出された二次電子がアノード２６に収集される。図１０の（ｂ）に示される例は、アノード２６が側壁２３に設けられている点で、図１０の（ａ）に示される例と異なっている。図１０の（ｂ）に示される例では、側壁２３の内側表面２３ａが、アノード２６として機能する。
　図１１の（ａ）に示される例では、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいてアノード２６及び増倍部３１よりも底壁２４側に設けられており、ダイノードである増倍部３１が、内部空間Ｓにおいてフォトカソード２５及びアノード２６よりも光入射部２２側に設けられており、アノード２６が、メッシュ状に形成され、フォトカソード２５と増倍部３１との間において、内部空間Ｓを介してフォトカソード２５及び増倍部３１のそれぞれと向かい合っている。具体的には、フォトカソード２５が、内部空間Ｓにおいて複数のリードピン２８によって支持されており、増倍部３１が、光入射部２２の内側表面２２ａに形成されており、アノード２６が、内部空間Ｓにおいて側壁２３によって支持されている。図１１の（ａ）に示される例では、第１光信号Ｌ１が光入射部２２及び増倍部３１を介して内部空間Ｓに入射し、内部空間Ｓに入射した第１光信号Ｌ１がアノード２６のメッシュ部を介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子がアノード２６のメッシュ部を介して増倍部３１に入射する。そして、増倍部３１から内部空間Ｓに二次電子が放出され、内部空間Ｓに放出された二次電子がアノード２６に収集される。図１１の（ｂ）に示される例は、アノード２６が側壁２３に設けられている点で、図１１の（ａ）に示される例と異なっている。図１１の（ｂ）に示される例では、側壁２３の内側表面２３ａが、アノード２６として機能する。なお、内側表面２２ａと増倍部３１との間には、増倍部３１に電流を供給する透明な導電膜（図示省略）が設けられている。
　図１２に示される例では、筐体２１において、側壁２３が枠状（例えば矩形枠状）を呈しており、光入射部２２及び底壁２４のそれぞれが板状（例えば矩形板状）を呈している。側壁２３の内側には、壁状電極（図示省略）、集束電極（図示省略）、複数段のダイノードを含む増倍部３１、及びアノード２６が、底壁２４の内側表面に沿って並設されている。壁状電極、集束電極、増倍部３１及びアノード２６は、シリコンによって側壁２３と一体的に形成されている。底壁２４は、配線基板を構成しており、底壁２４の外側表面には、壁状電極、集束電極、増倍部３１及びアノード２６と電気的に接続された複数の端子が設けられている。光入射部２２の内側表面のうち、増倍部３１及びアノード２６と重ならない領域には、フォトカソード２５が形成されている。図１２に示される例では、第１光信号Ｌ１が光入射部２２を介してフォトカソード２５に入射すると、フォトカソード２５から内部空間Ｓに電子が放出され、内部空間Ｓに放出された電子が増倍部３１に入射する。そして、増倍部３１から内部空間Ｓに二次電子が放出され、内部空間Ｓに放出された二次電子がアノード２６に収集される。なお、図１２には、光入射部２２の一部が切り欠かれた状態で受光部２０が示されている。
　また、受光部２０では、内部空間Ｓにガス（例えば不活性ガス等）が充填されていてもよい。その場合において、受光部２０が、５ｐＦ＞ε０εｒＳ／ｔを満たすように構成されているときには、内部空間Ｓの比誘電率であるεｒは、当該ガスの比誘電率となる。また、端子１３、及び通信機器５のコネクタ５ａは、ＵＳＢ規格以外の規格のコネクタであってもよい。また、端子１３は、例えば通信ケーブル等を介して通信機器５と電気的に接続される構成を有していてもよい。また、光通信モジュール１０は、複数の受光部２０を備えていてもよい。また、第１光信号Ｌ１は、照明光を兼ねた可視域の光に限定されない。同様に、第２光信号Ｌ２は、赤外域の光に限定されない。
　また、光通信システム１及び光通信モジュール１０は、上述した各構成に限定されない。例えば、光通信モジュール１０は、発光部１１を有していなくてもよい。また、照明装置２は、受光部４を有していなくてもよい。これによっても、光通信システム１において、第１光信号Ｌ１の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。また、光通信システム１は、発光部３を有する照明装置２とは別に、受光部４を有する受光装置を更に備えていてもよい。これにより、第１光信号Ｌ１の送信及び第２光信号Ｌ２の受信をそれぞれ適切な場所で行える光通信システム１において、第１光信号Ｌ１の受信状態の劣化及び通信速度の低下を抑制することができる。
　また、光通信システム１及び光通信モジュール１０が備える各構成には、上述した材料及び形状に限定されず、様々な材料及び形状を適用することができる。例えば、側壁２３及び底壁２４（筐体２１における光入射部２２以外の部分）は、ガラス、セラミックス又はシリコンによって形成されていてもよい。また、フォトカソード２５は、セシウムアンチモナイド（Ｃｓ３Ｓｂ）又はマルチアルカリ（Ｎａ２ＫＳｂ（＋Ｃｓ））によって形成されていてもよい。また、上述した実施形態における各構成は、各変形例における構成と任意に置換することができる。
　１…光通信システム、２…照明装置、３，１１…発光部、４，２０…受光部、５…通信機器、５ａ…コネクタ、１０…光通信モジュール、１２…回路部、１３…端子、２１…筐体、２２…光入射部、２２ｂ…外側表面、２３…側壁、２４…底壁、２５…フォトカソード、２６…アノード、３１…増倍部、Ｌ１…第１光信号、Ｌ２…第２光信号、Ｓ…内部空間。

Claims (18)

  1. 　第１光信号を受光し、前記第１光信号に応じた第１アナログ電気信号を出力する受光部と、
    　前記第１アナログ電気信号を第１デジタル電気信号に変換する回路部と、
    　前記第１デジタル電気信号を通信機器に出力する端子と、を備え、
    　前記受光部は、
    　内部空間を気密に封止し、前記第１光信号を入射させる光入射部を有する筐体と、
    　前記内部空間に設けられ、前記第１光信号を受光するフォトカソードと、
    　前記内部空間に設けられ、前記第１アナログ電気信号を出力するアノードと、を有する、光通信モジュール。
  2. 　前記受光部、前記回路部及び前記端子は、同一の回路基板に設けられている、請求項１に記載の光通信モジュール。
  3. 　前記受光部は、前記通信機器から前記端子を介して駆動電圧の供給を受ける、請求項１又は２に記載の光通信モジュール。
  4. 　前記端子は、前記通信機器が有するコネクタとの電気的且つ物理的な接続が可能な構成を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  5. 　前記フォトカソードと前記アノードとは、向かい合っており、
    　真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍｍ）とし、前記内部空間の比誘電率をεｒとし、前記フォトカソードと前記アノードとが向かい合う方向から見た場合に前記フォトカソードと前記アノードとが重なり合う領域の面積をＳ（ｍｍ２）とし、前記フォトカソードと前記アノードとの距離をｔ（ｍｍ）とすると、前記受光部は、５ｐＦ＞ε０εｒＳ／ｔを満たすように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  6. 　前記光入射部の外側表面は、前記第１光信号を前記フォトカソードに導光するレンズ面である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  7. 　前記光入射部は、外側に凸状に湾曲している、請求項１～５のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  8. 　前記受光部は、前記フォトカソードから放出された電子が前記アノードに収集されるように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  9. 　前記受光部は、前記フォトカソードから放出された電子を増倍させる増倍部を更に有し、前記増倍部から放出された二次電子が前記アノードに収集されるように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  10. 　前記筐体は、前記内部空間を包囲する筒状の側壁と、前記内部空間を介して前記光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、
    　前記フォトカソードは、前記アノードよりも前記光入射部側に設けられており、
    　前記アノードは、前記フォトカソードと向かい合っている、請求項１～９のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  11. 　前記筐体は、前記内部空間を包囲する筒状の側壁と、前記内部空間を介して前記光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、
    　前記フォトカソードは、前記アノードよりも前記底壁側に設けられており、
    　前記アノードは、メッシュ状に形成され、前記フォトカソードと向かい合っている、請求項１～９のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  12. 　前記筐体は、前記内部空間を包囲する筒状の側壁と、前記内部空間を介して前記光入射部と向かい合う底壁と、を更に有し、
    　前記フォトカソードは、前記アノードよりも前記底壁側に設けられており、
    　前記アノードは、前記側壁に設けられている、請求項１～９のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  13. 　前記光入射部は、ガラスによって形成されており、
    　前記筐体における前記光入射部以外の部分は、ガラス、セラミックス、シリコン又は金属によって形成されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  14. 　前記フォトカソードは、セシウムアンチモナイド、バイアルカリ又はマルチアルカリによって形成されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  15. 　第２アナログ電気信号が入力され、前記第２アナログ電気信号に応じた第２光信号を出射する発光部を更に備え、
    　前記端子は、前記通信機器から入力された第２デジタル電気信号を前記回路部に出力し、
    　前記回路部は、前記第２デジタル電気信号を前記第２アナログ電気信号に変換する、請求項１～１４のいずれか一項に記載の光通信モジュール。
  16. 　請求項１～１５のいずれか一項に記載の光通信モジュールと、
    　前記光通信モジュールから前記第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、
    　前記第１光信号を送信する発光部を有する照明装置と、を備える、光通信システム。
  17. 　請求項１５に記載の光通信モジュールと、
    　前記光通信モジュールから前記第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、
    　前記第１光信号を送信する発光部及び前記第２光信号を受信する受光部を有する照明装置と、を備える、光通信システム。
  18. 　請求項１５に記載の光通信モジュールと、
    　前記光通信モジュールから前記第１デジタル電気信号が入力される通信機器と、
    　前記第１光信号を送信する発光部を有する照明装置と、
    　前記第２光信号を受信する受光部を有する受光装置と、を備える、光通信システム。
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