JPH06318928A - 多波長の発光素子と受光素子を用いた光波長多重伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多波長の発光素子と受光素子を用いて、合波
器と分波器の不要な安価で振動に強い光波長多重伝送路
を得る。 【構成】 送信部において、２つの異なった信号でＬＥ
Ｄ３に内蔵された異なった中心発光波長を持つＬＥＤ_１
４とＬＥＤ_２５に変調を加え、一本の光ファイバ７に信
号光を同時に送り出す。受信部では、カラーセンサ９に
内蔵されている異なった中心感度波長を持つＰＤ_１１０
とＰＤ_２１１で信号光を受け、その出力信号と減衰器ま
たは増幅器１４、１５を通した信号を引算器１６、１７
によって互いに差引いて目的の信号を分離取得する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明による信号処理方式とその
機能を持つ伝送装置は、合波器と分波器の不要な安価で
振動に強い光波長多重伝送路を提供する。したがって、
工場内の加工機器や検査機器及び輸送機器などで複数信
号を同時伝送しようとする分野に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来 異なった波長の光を用いた多重伝
送方式においては、送信側では発光波長の異なった別々
の発光素子で電気−光変換を行い、次に合波器によって
一本の光ファイバへ光信号を送り出す。また、受信側で
は分波器によって波長の異なった光信号を分別し、それ
ぞれの波長に感度を持った受光素子により光−電気変換
を行い目的の複数の信号を同時取得する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の光波長多重伝送
方式では、合波器と分波器が不可欠であり、また、それ
にともない光コネクタも多く必要となる。その結果、コ
ストや重量の増大、精密な光結合部が多くなることによ
る信頼性の低下などの問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、多色発光ＬＥ
Ｄなどの多波長発光素子とカラーセンサなどの多波長受
光素子を多重伝送装置に用いることで、合波器と分波器
を不要とし、その他の上記課題を解決するものである。

【０００５】送信側の複数の発光波長に対し、受信側の
複数の受光素子の分光感度特性が波長軸において、互い
に分離されていれば信号伝送上問題は生じない。しかし
一般的に、カラーセンサなどに内蔵されている受光素子
の分光感度特性は広いスペクトラム分布を持つためにそ
の重なりが存在し、互いに別の信号光を検出してしま
う、いわゆる受信クロストークを生ずる。

【０００６】そこで、このクロストークを受信側で除去
する手法を、２色発光ＬＥＤとカラーセンサを例にとり
図面と数式を用いて説明する。図１において、２色発光
ＬＥＤ３に内蔵されている２つのＬＥＤ素子、ＬＥＤ_１
４とＬＥＤ_２５の発光強度特性関数をｅ_１（λ）とｅ_２
（λ）、カラーセンサ９に内蔵されているフォトダイオ
ードＰＤ_１１０とＰＤ_２１１の分光感度特性関数をｐ_１
（λ）とｐ_２（λ）とする。

【０００７】まず、片方の信号光ｅ_１（λ）のみを受光
しているときのＰＤ_１１０の出力は２つの関数ｅ
_１（λ）とｐ_１（λ）の積を波長領域にわたって積分し
た値となる。いま、これをＰ_１（ｅ_１）と表して、以下
同様にＰ_１（ｅ_２）、Ｐ_２（ｅ_１）、Ｐ_２（ｅ_２）とす
る。

【０００８】ｅ_１（λ）とｅ_２（λ）を同時に受光して
いるときのＰＤ_１１０の出力Ｐ_１とＰＤ_２１１の出力Ｐ
_２は、簡単のため受光後の外部増幅率を１とすれば、

【０００９】

【数１】

【００１０】

【数２】 と表すことができる。ここで、Ｐ_２（ｅ_１）／Ｐ_１（ｅ
_１）とＰ_１（ｅ_２）／Ｐ_２（ｅ_２）はＬＥＤ_１３、ＬＥ
Ｄ_２４、及びＰＤ_１１０、ＰＤ_２１１の個々の特性で決
まる定数であるので、

【００１１】

【数３】

【００１２】

【数４】 として、これらを数式１と数式２へ代入すると、

【００１３】

【数５】

【００１４】

【数６】 の関係が成り立つ。よって、数式５と数式６より、

【００１５】

【数７】

【００１６】

【数８】 となる。

【００１７】数式７と数式８は、ＬＥＤ３の２つの信号
光ｅ_１（λ）とｅ_２（λ）がｐ_１（λ）とｐ_２（λ）の
分光感度特性を持つカラーセンサ９に同時入光しても、
Ｋ_１とＫ_２が分かれば、それぞれの出力Ｐ_１、Ｐ_２より
ｅ_１（λ）に含まれる信号Ｐ_１（ｅ_１）とｅ_２（λ）に
含まれる信号Ｐ_２（ｅ_２）が導出できることを示してい
る。相対感度比Ｋ_１はカラーセンサ９にＬＥＤ_１４の信
号光ｅ_１（λ）のみを入光させた時のＰＤ_１１０とＰＤ
_２１１の出力比であり、Ｋ_２は信号光ｅ_２（λ）のみを
入光させた時のＰＤ_１１０とＰＤ_２１１の出力比である
ので、実験的にも測定が可能である。

【００１８】

【作用】上記のような受信クロストークの除去手段を施
すことにより、一般的に市販されている多色発光ＬＥＤ
などの多波長発光素子とカラーセンサなどの多波長受光
素子を用いて、合波器と分波器の不要な光波長多重伝送
装置を実現できる。

【００１９】

【実施例】図１の構成によって、２チャネルの異なった
アナログ信号で別々に強度変調された２波長の光が、一
本の光ファイバで結合された送受信システムを透過した
後でも、それぞれの信号を実用上問題なく分離出力でき
ることを確認した。同じく図１を参照して信号の流れを
説明する。

【００２０】まず送信部において、２つの異なった信号
Ｖｉ１、Ｖｉ２は別々の電圧電流変換器１、２で、ＬＥ
Ｄ３に内蔵された異なる中心発光波長を持つＬＥＤ_１４
とＬＥＤ_２５の駆動電流に変換される。次に、ＬＥＤ３
は光コネクタ６によって光学的に一本の光ファイバ７に
接続され、２波長の信号光が同時に送り出される。

【００２１】受信部では、光コネクタ８を通しカラーセ
ンサ９で信号光を受け、内蔵されている異なった中心感
度波長を持つＰＤ_１１０とＰＤ_２１１の出力を電流電圧
変換器１２、１３で電圧に変換する。次に相対感度比で
あるＫ_１とＫ_２の値に従い電圧を減衰させる減衰器１
４、１５を通す。最後に、それぞれの電流電圧変換器１
２、１３からの出力と異なったチャネルの減衰器１４、
１５からの出力を引算器１６、１７によって互いに差引
いて目的の信号Ｖｏ１、Ｖｏ２を分離取得する。

【００２２】なお、相対感度比Ｋ_１とＫ_２のいずれかが
１よりも大きいときは、図１に示す減衰器１４または減
衰器１５を増幅器に置き換える。ただし、Ｋ_１とＫ_２の
両方が１より大きくなることはない。また、効果的にク
ロストークを除去するためには、カラーセンサ９に内蔵
されているＰＤ_１１０とＰＤ_２１１や各段の電子回路の
時定数をチャネル間で同一にする必要がある。

【００２３】

【発明の効果】本発明による信号処理方式とその機能を
持つ伝送装置は、従来不可欠とされてきた合波器と分波
器を不要とし、安価で振動に強い光波長多重伝送路を提
供する。したがって、工場内などの加工機器や検査機器
及び輸送機器などで複数信号を同時伝送しようとする分
野で効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光波長多重伝送装置の回路構成図
面である。

【符号の説明】

１、２ 電圧電流変換器 ３ ２色発光ＬＥＤ ４ ２色発光ＬＥＤに内蔵されているＬＥＤ（ＬＥ
Ｄ_１） ５ ２色発光ＬＥＤに内蔵されているＬＥＤ（ＬＥ
Ｄ_２） ６、８ 光コネクタ ７ 光ファイバ ９ カラーセンサ １０ カラーセンサに内蔵されているフォトダイオード
（ＰＤ_１） １１ カラーセンサに内蔵されているフォトダイオード
（ＰＤ_２） １２、１３ 電流電圧変換器 １４、１５ 減衰器または増幅器 １６、１７ 引算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多波長受光素子の分光感度特性の波長分
   布にわたる重なりにより生ずる受信クロストークを除去
   するため、片方の信号からもう一方の信号を互いにある
   一定の割合で差し引く信号処理方式
2. 【請求項２】 上記信号処理の機能を持ち、多色発光Ｌ
   ＥＤなどの多波長発光素子とカラーセンサなどの多波長
   受光素子を用いた光波長多重伝送装置。