JPH02180440A - 光信号送受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気信号を光信号に、または光信号を電気光
信号に変換する光通信用の光信号送受信回路に関する。

［従来の技術］ 近年、光を有線で伝送する光通信技術が注目され、その
発達が著しい。そして、この光通信は、電気通信と異な
り、電気的な誘導を受けることがなく、外部からの雑音
が橿めて少ないところから、信頼性の高い通信を行うこ
とができる。このため、一般の通信ばかりでなく、コン
ピュータ相互におけるデータの伝送や、パーソナルコン
ピュータと周辺装置との間におけるデータの授受に光通
信を利用することが考えられている。

パーソナルコンピュータと周辺装置との間で光通信を行
う場合、現在一般に行われているように、送信側におい
て発光ダイオードを用いて電気光信号を光信号に変換し
、発光ダイオードが出力した光信号を光ファイバにより
受信側に伝送する。

方、受信側は、光ファイバを介して送られてきた光信号
をホトダイオードで電気信号に変換した後、出力装置で
出力するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の電気信号を光信号に変換する光信号送信
回路または光信号を電気信号に変換する光信号受信回路
は、発光ダイオードを発光させたり、ホトダイオード′
にバイアスを印加したりするために、電源に接続して給
電しなければならない。

そして、例えばパーソナルコンピュータと周辺装置との
間で光通信を行うような場合、パーソナルコンピュータ
と周辺装置とのインタフェース部に電気光信号変換回路
および光電気信号変換回路を形成し、これらの回路に電
気を供給するための電源回路を形成する必要がある。こ
のため、これらの装置のインタフェース部の構造を大幅
に変更する必要があるばかりでなく、電源回路の構造が
複雑となる欠点がある。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、専用の電源回路を設けることな（電気信号を
光信号に変換したり、光信号を電気信号に変換すること
ができる光信号送受信回路を提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る光信号送信回
路は、相補型に接続された能動素子からなる駆動回路と
、この駆動回路の入力端子に入力側が接続され、出力側
が前記駆動回路の電源用端子に接続された整流素子と、
一端が前記駆動回路の電源用端子に接続され、他端が接
地されるコンデンサと、前記駆動回路の電源用端子と出
力端子とに接続された発光素子とを有することを特徴と
している。

能動素子は、Ｃ−ＭＯＳ型を用いることが望ましい、整
流素子はダイオードを使用することができ、発光素子は
発光ダイオードを使用できる。

また、本発明に係る光信号受信回路は、極性の異なる能
動素子を相補型に接続して形成した増幅回路と、この増
幅回路の入力端子と電源用端子とに接続され、増幅回路
により増幅される信号を出力する受光素子と、入力側が
前記駆動回路の出力端子に接続され、出力側が前記増幅
回路の電源用端子に接続された整流素子と、一端が前記
増幅回路の電源用端子に接続され、他端が接地されたコ
ンデンサとを有することを特徴としている。

能動素子は、Ｃ−ＭＯＳ型が望ましい、そして、受光素
子はホトダイオードを用いることができ、整流素子はダ
イオードを用いることができる。また、増幅回路の入力
側には、受光素子の出力信号を増幅するＣ−ＭＯＳ型で
形成したアナログ増幅回路を設けるとよい。

〔作用］ 上記の如く構成した本発明の光信号送信回路は、例えば
パーソナルコンピュータ本体から電気信号が入力してく
ると、この電気信号をＣ−ＭＯＳ型の能動素子からなる
駆動回路の入力端子に入力するとともに、整流素子で整
流してコンデンサに充電する。これにより、Ｃ−ＭＯＳ
の入力端子と電源用端子とはハイレベル（Ｈレベル）に
なり、出力端子はローレベル（Ｌレベル）になる。従っ
て、Ｃ−ＭＯＳの出力端子に発光素子である発光ダイオ
ードのカソードを接続し、発光ダイオードのアノードを
Ｃ−ＭＯＳの電源用端子に接続しておくと、発光ダイオ
ードのアノードがＨレベル、カソードがＬレベルとなり
、発光ダイオードは電流が流れて駆動されて発光する。

従って、入力電気信号を光信号に変換して取り出すこと
ができる。

なお、入力電気信号がなくなると、Ｃ−ＭＯＳの入力端
子はＬレベルになり、電源用端子はコンデンサに充電さ
れた電荷による電圧でＨレベルとなる。このため、Ｃ−
ＭＯＳの出力端子はＨレベルとなり、発光ダイオードの
アノード、カソードがＨレベルとなって発光ダイオード
にＴｄ流が流れず、発光ダイオードの発光動作が停止す
る。

一方、本発明の光信号受信回路においては、Ｃ−ＭＯＳ
型の能動素子からなる増幅回路の出力側をパーソナルコ
ンピュータ等の本体基板の電源回路に接続する。これに
より、本体側からＣ−ＭＯＳの出力端子とｔ源用端子と
の間に設けた整流素子に電流が流れ、コンデンサが充電
され、Ｃ−ＭＯＳの電源用端子はＩ］レベルになる。そ
こで、受光素子であるホトダイオードのカソードをＣ−
ＭＯＳの電源用端子に接続し、アノードをＣ−ＭＯＳの
入力端子に接続すれば、ホトダイオードに逆バイアスが
印加される。従って、ホトダイオードに光信号が入力す
ると、ホトダイオードに電流が流れ、Ｃ−ＭＯＳの入力
端子がＨレベルとなって出力端子に電流が流れ、入力光
信号を電気信号に変換して取り出すことができる。

また、ホトダイオードに光信号が入力しなくなると、ホ
トダイオードに電流が流れなくなり、Ｃ−ＭＯＳの入力
端子はＬレベルとなる。このため、Ｃ−ＭＯＳの出力端
子には、電源用端子のＨレベルが出力され、Ｃ−ＭＯＳ
に電流が流れない。

なお、パーソナルコンピュータなどにおいて光通信を行
う場合、光電気信号変換回路に入力してくる光信号は微
弱である。このため、ホトダイオードが出力した電気信
号を、直接増幅回路で増幅して矩形波に変換しようとす
ると、高精度なＣ−ＭＯＳを必要として装置が高価とな
る。そこで、Ｃ−ＭＯＳの入力側に受光素子が出力する
信号を増幅するアナログ増幅回路を設け、ホトダイオー
ドの出力信号を一度アナログ増幅した後、さらに増幅回
路で増幅して矩形波の信号にして出力すると、高精度な
Ｃ−ＭＯＳを用いる必要がな（、回路を安価に製作する
ことができる。

このように、本発明においては、特別に電源回路を設け
ることなく電気信号を光信号に、または光信号を電気信
号に変換することができ、パーソナルコンピュータや周
辺装置のインタフェース部の大幅な変更をする必要がな
く、構造も簡単となる。

〔実施例〕

本発明に係る光信号送受信回路の好ましい実施例を、添
付図面に従って詳説する。

第１図は、本発明に係る光信号送信回路と光信号受信回
路との実施例を示す回路図である。

第１図において、光信号送信回路１０は、入力端が例え
ばパーソナルコンピュータの本体基板側出力回路３０に
接続され、出力回路３０から入力してくる入力電気信号
を光信号変換して出力する。

そして、光信号送信回路１０が出力した光信号は、光フ
ァイバ３２を介して光信号受信回路２０に伝送される。

光信号受信回路２０は、出力側がプリンタ等の周辺装置
の入力回路３４に接続してあり、光ファイバ３２から受
けた光信号を電気信号に変換して入力回路３４に送出す
る。

光信号送信回路１０は、出力回路３０からの人力電気信
号を増幅して、発光素子である発光ダイオード１１を駆
動する駆動回路１２を有している。

駆動回路１２は、Ｐ−ＭＯＳ　１３とＮ−Ｍｏ５ｔ４と
からなるＣ−ＭＯＳ型の能動素子によって構成され、Ｐ
−ＭＯＳ　１３とＮ−ＭＯＳ　１４とのゲートが駆動回
路１２の入力端子となっていて、整流素子であるダイオ
ード１５のアノードと出力回路３０に接続しである。ま
た、Ｐ−ＭＯＳ　１３のソースとＮ−ＭＯＳ　１４のド
レインとは、駆動回路１２の出力端子となっていて、発
光ダイオード１１のカソードに接続しである。

Ｐ−ＭＯＳ　１３のドレインは、駆動回路１２の電源用
端子であり、このドレインに発光ダイオード１１のカソ
ードとダイオード１５のアノードおよび充電用コンデン
サ１６の一方の端子が接続しである。そして、コンデン
サ１６の他方の端子とＮ−ＭＯＳ　１４のソースとは、
接地されている。

光信号受信回路２０は、増幅回路２１が光信号送信回路
ＩＯの駆動回路１２と同様にＣ−ＭＯＳ型の能動素子か
ら構成され、Ｐ−ＭＯＳ２２とＮ−ＭＯＳ２３とのゲー
トが受光素子としてのホトダイオード２４のアノードに
接続しである。また、増幅回路２１の電源用端子となる
Ｐ−ＭＯＳ２２のドレインには、ホトダイオード２４の
カソードと充電用コンデンサ２５の一方の端子とともに
、整流素子であるダイオード２６のカソードが接続しで
ある。そして、増幅回路２１の出力端子となっているＰ
−ＭＯＳ２２のソースとＮ−ＭＯＳ２３のドレインとは
、ダイオード２６のアノードと入力回路３４とに接続し
である。さらに、Ｎ−ＭＯＳ２３のソースは、コンデン
サ２５の他方の端子とともに接地しである。なお、第１
図に示した符号３６は、入力回路３４の比較器を示す。

上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
。

く　　　舌１゛　　ｆ　ＩＩ　　　Ｏ憂　　　〉例えば
パーソナルコンピュータの出力回１３０が出力した電気
信号は、人力電気信号として光信号送信回路１０に入力
し、駆動回路１２を構成しているＰ−ＭＯＳ　１３、Ｎ
−ＭＯＳ　１４のゲートとダイオード１５のアノードと
に入力される。このため、ダイオード１５は、アノード
側がＨレベルとなり、電流が流れてコンデンサ１６を充
電する。従って、Ｐ−ＭＯＳ　１３は、ゲートとドレイ
ンとがＨレベルとなり、高インピーダンスの遮断状態と
なる。一方、Ｎ−ＭＯＳ　１４は、ソースが接地しであ
るため、ゲートがＨレベルになると導通状態となり、駆
動回路１２の出力端子であるＮ−ＭＯＳ１４のドレイン
がＬレベルとる。この結果、発光ダイオード１１はアノ
ードがＨレベル、カソードがＬレベルとなって電流が流
れて光信号を出力する。すなわち、光信号送信回路１ｏ
は、入力電気信号を光信号に変換して出力し、この光信
号が発光ダイオード１１に対向して配置した光ファイバ
３２を介して光信号受信回路２０に伝送される。

一方、光信号送信回路１０に入力する電気信号がＬレベ
ルになると、ダイオード１５はカソード側がコンデンサ
１６に充電された電荷によりＨレベルとなっているため
、電流が流れなくなる。また、Ｎ−ＭＯＳ　１４は、ゲ
ートがＬレベルとなるため、高インピーダンスの遮断状
態になる。そして、Ｐ−ＭＯＳ　１３は、ドレインがコ
ンデンサ１６によりＨレベルとなっており、ゲートがＬ
レベルとなるために導通状態になり、駆動回路１２の出
力端子がＨレベルになる。従って、発光ダイオード１１
は、アノードとカソードとが共にＨレベルになり、電流
が流れなくなって発光を停止する。

そして、コンデンサ１６は、この間に徐々に放電をし、
次の電気信号が入力すると前記したように再び充電され
、発光ダイオード１１が光信号を出力する。

〈光信号受信回路の動作〉 光信号受信回路２０は、増幅器ＦＩ！１２１の出力端子
とダイオード２６のアノードとが入力回路３４の電源回
路に接続されている。そして、ダイオード２６は、入力
回路３４からの電流を整流してコンデンサ２５を充電す
る。このため、ホトダイオード２４は、カソード側がＨ
レベル、アノードがＬレベルとなる逆バイアスが印加さ
れている。従って、ホトダイオード２４は、光ファイバ
３２を介して光信号を入射してくると、カソード側から
アノード側に電流が流れ、増幅回路２１の入力端子であ
るＰ−ＭＯＳ　２２とＮ−ＭＯＳ２３とのゲートをＨレ
ベルにする。そして、ゲートの電圧レベルが所定値を超
えると、Ｐ−ＭＯＳ２２は高インピーダンスの遮断状態
となり、Ｎ−ＭＯＳ２３が導通状態となって、増幅回路
２１の出力端子がＬレベルになる。この結果、増幅回路
２１の出力端子に電流が流れ込み、光信号受信回路２０
に入力した光信号を電気信号にして出力する。この出力
電気信号は、入力回路３４の増幅器３６により増幅され
る。

一方、光信号の入力がなくなると、ホトダイオード２４
に電流が流れなくなり、Ｐ−ＭＯＳ２２とＮ−ＭＯＳ２
３とのゲートの電圧レベルが所定値を下回ってＬレベル
となと、増幅回路２１は、Ｎ−ＭＯＳ　２３が高インピ
ーダンスの遮断状態となり、Ｐ−ＭＯＳ２２が導通状態
となって、出力端子にコンデンサ２５の電圧が現れてＨ
レベルとなる。このため、増幅回路２１への電流の流入
がなくなり、電気信号の出力を停止する。すなわち、光
信号受信回路２０は、人力光信号を矩形状の電気信号に
変換して入力回路３４に送出する。

このように、本実施例は、専用の電源回路を設けること
なく光信号送信回路１０は人力電気信号を光信号に変換
して送出し、光信号受信回路２０は入力光信号を電気信
号に変換して送出する。従って、パーソナルコンピュー
タや周辺ｉｔのインタフェース部に光信号送信回路１０
または光信号受信回路２０を設けても、インタフェース
部を大幅に変更する必要がなく、回路も箔単となり、パ
ーソナルコンピュータと周辺装置との間で容易に光通信
を行うことができる。

〈第２実施例〉 第２図は、光信号受信回路の他の実施例の回路図である
。

第２図において、光信号受信回路２０は、入力端子であ
るＰ−ＭＯＳ２２とＮ−ＭＯＳ　２３とのゲートに、カ
ップリングコンデンサ４１を介してアナログ増幅回路４
２が接続しである。アナログ増幅回路４２は、Ｐ−ＭＯ
Ｓ４３とＮ−ＭＯＳ４４とからなるＣ−ＭＯＳ型の能動
素子と、このＣ−ＭＯＳに並列接続した帰還抵抗器４５
とからなっている。そして、Ｃ−ＭＯＳの入力端子であ
るＰ−ＭＯＳ４３とＮ−ＭＯＳ４４とのゲートは、帰還
抵抗器４５の一方とともに、カップリングコンデンサ４
６を介してホトダイオード２４のアノードに接続しであ
る。また、Ｐ−ＭＯＳ４３のソースとＮ−ＭＯＳ４４の
ドレインとは、帰還抵抗器４５の他方とともにカップリ
ングコンデンサ４１に接続しである。さらに、アナログ
増幅回路４２の電源用端子であるＰ−ＭＯＳ４３のドレ
インは、ホトダイオード２４のカソードとともに、増幅
回路２１を構成しているＰ−ＭＯＳ２２のドレインに接
続してあり、Ｎ−ＭＯＳ４４のソースは接地しである。

上記の如く構成した本実施例は、前記実施例と同様にダ
イオード２６が入力回路３４側からの電流を整流してコ
ンデンサ２６を充電する。このため、ホトダイオード２
４は、逆バイアスを印加された状態になり、光信号を受
ける電流が流れる。

カップリングコンデンサ４６は、ホトダイオード２４が
出力する信号の直流分をカントしてアナログ増幅回路４
２に入力する。アナログ増幅回路４２は、出力の一部を
帰還抵抗器４５を介して入力側に負帰還し、入力信号を
負帰還増幅する。

アナログ増幅回路４２で増幅されたホトダイオード２４
が出力した電気信号は、カップリングコンデンサ４１を
介して増幅回路２１に入力する。

増幅回路２１は、前記実施例に説明した如くしてアナロ
グで入力してくる電気信号を矩形波の電気信号に変換し
、入力回路３４に送る。

本実施例の如く、増幅器ｌＢ２１の入力側にアナログ増
幅回路４２を設けると、増幅回路２Ｉに高精度なＣ−Ｍ
ＯＳを用いる必要がなく、光信号受信回路２０を安価に
製作することができる。すなわち、第１図に示した光信
号送信回路１０が出力する光信号は微弱である。このた
め、微弱な光信号を受けるホトダイオード２４が出力す
る電気信号も極めて小さい。従って、微弱な電気信号に
よって増幅回路２１により矩形波を得るためには、高価
な高精度のＣ−ＭＯＳを必要とし、光信号受信回路２０
が高価となる。そこで、増幅回路２１の入力端にアナロ
グ増幅回路４２を設けて、ホトダイオード２４の出力信
号を増幅した後、増幅回路２１で矩形波の電気信号にす
れば、高価なＣＭＯＳを用いる必要がなく、光信号受信
回路２０を安価に製作することができる。

なお、アナログ増幅回路は、複数段設けてもよい。

（発明の効果〕 以上に説明した如く、本発明によれば、専用の電源回路
を設けることなく電気信号を光信号に変換する光信号送
信回路、または光信号を電気信号に変換する光信号受信
回路を形成することができ、パーソナルコンピュータ等
のインタフェース部の構造の大幅な改造を必要とせず、
パーソナルコンピュータと周辺装置との間で容易に光通
信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る光信号送信回路と光信号
受信回路とを示す回路図、第２図は本発明に係る光信号
受信回路の他の実施例の回路図である。 １０　・・・・−光信号送信回路、１１−、−発光素子
（発光ダイオード）、１２−−−−−駆動回路、Ｉ３．
２２．４３−・・Ｐ−ＭＯＳ、１４．２３．４４−・Ｎ
−ＭＯＳ、１５．２６−・−・−整流素子（ダイオード
）、１６．２５　・・−コンデンサ、２０　−−−一光
信号受信回路、２４−・−受光素子（ホトダイオード）
、４ 抵抗器。 アナログ増幅回路、

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）相補型に接続された能動素子からなる駆動回路と
   、この駆動回路の入力端子に入力側が接続され、出力側
   が前記駆動回路の電源用端子に接続された整流素子と、
   一端が前記駆動回路の電源用端子に接続され、他端が接
   地されるコンデンサと、前記駆動回路の電源用端子と出
   力端子とに接続された発光素子とを有することを特徴と
   する光信号送信回路。
2. （２）前記能動素子は、Ｃ−ＭＯＳ型であることを特徴
   とする請求項１記載の光信号送信回路。
3. （３）前記整流素子は、ダイオードであることを特徴と
   する請求項１記載の光信号送信回路。
4. （４）前記発光素子は、発光ダイオードであることを特
   徴とする請求項１記載の光信号送信回路。
5. （５）極性の異なる能動素子を相補型に接続して形成し
   た増幅回路と、この増幅回路の入力端子と電源用端子と
   に接続され、増幅回路により増幅される信号を出力する
   受光素子と、入力側が前記駆動回路の出力端子に接続さ
   れ、出力側が前記増幅回路の電源用端子に接続された整
   流素子と、一端が前記増幅回路の電源用端子に接続され
   、他端が接地されたコンデンサとを有することを特徴と
   する光信号受信回路。
6. （６）前記能動素子は、Ｃ−ＭＯＳ型であることを特徴
   とする請求項５記載の光信号受信回路。
7. （７）前記受光素子は、ホトダイオードであることを特
   徴とする請求項５記載の光信号受信回路。
8. （８）前記整流素子は、ダイオードであることを特徴と
   する請求項１記載の光信号受信回路。
9. （９）前記増幅回路は、入力側に前記受光素子の出力信
   号を増幅するアナログ増幅回路を有していることを特徴
   とする請求項５記載の光信号受信回路。
10. （１０）前記アナログ増幅回路は、Ｃ−ＭＯＳ型と、こ
    のＣ−ＭＯＳ型の入力端子と出力端子とに接続された帰
    還抵抗器とからなることを特徴とする請求項９記載の光
    信号受信回路。