CN101785159A - 发送装置、接收装置、发送接收装置、发送控制方法、接收控制方法、光传输模块、电子设备 - Google Patents
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Abstract
光发送装置(1a)包括波形变形电路(2)。该波形变形电路(2)进行使具有“1”的信号和“0”的信号的二值信号的下降沿所需的时间比上升沿所需的时间要长的处理。由此,在本发明中,能够提供可减少功耗的发送装置。
Description
技术领域
本发明涉及发送用于进行多个电子部件之间的数据通信的信号的发送装置、以及接收该信号的接收装置等。尤其,本发明涉及在光通信网中,将从一个电子部件提供的信号由电信号变换为光信号后发送到外部的光发送装置、以及将从外部接收到的信号由光信号变换为电信号后提供给另一个电子部件的光接收装置等。
背景技术
当前,在以移动电话等可移动的电子设备(可移动设备)为首的电子设备中,主要进行利用了电布线的数据通信。但是,近年来,为了更好地实施这样的电子设备中的数据通信,正在推进利用了能够进行与该电布线大致相同的处理的光布线的数据通信,即光通信网的开发。
近年来,光通信网作为能够进行高速且大容量的数据通信的数据通信部件,被广泛应用于光网络以及光互联等中。在该光通信网中,通过光传输模块(光布线)连接构成电子设备的多个电子部件,并经由该光传输模块,例如传输1GHz的信号,从而进行该多个电子部件之间的数据通信。另外,用于进行该数据通信的信号是由“1”的信号(高电平的信号)和“0”的信号(低电平的信号)构成的二值信号。
光通信网中存在以下优点。第一个优点是,在电子设备的设计中不需要考虑光学特性以及耐噪性。第二个优点是,在与构成光传输模块的光波导路径的耦合部分等中,可实现具有强韧的机械特性的电子设备。第三个优点是,可实现多个电子部件之间的电连接(连接器(connector)连接),并且可实现电子设备的小型化以及超薄化。一言以蔽之这些优点,则光通信网中存在能够容易实现大容量的数据通信,并且能够提高进行大容量的数据通信的电子设备的设计中的自由度的优点。
在上述通信网中,利用光传输模块以下述方法实施数据通信。
从发送侧的电子部件输出的用于进行数据通信的信号,作为电信号被输入到光传输模块的光发送装置中。光发送装置将来自发送侧的电子部件的信号从电信号变换为光信号,并经由光传输介质(例如,光波导路径)传输到光传输模块的光接收装置。光接收装置将从光发送装置接收的信号由光信号变换为电信号,并将其提供给接收侧的电子部件。
由上述数据通信的方法也可知,在光通信网中,在数据通信的过程中存在处理电信号的过程和处理光信号的过程。为了容易处理光通信网,并且促进通过该光通信网进行数据通信的电子设备的小型化,优选将处理电信号的部件以及处理光信号的部件集成在一起。
专利文献1:日本公开专利公报“特开2006-229981号公报(公开日:2006年8月31日)”
非专利文献1:渡邉裕人·桑原稚之·坂口征治·横山朝也·宮澤春夫·定方伸行:「FPC の高周波特性の一考察」,フジクラ技報,第110号,P19~22,2006年4月
发明内容
在利用二值信号进行数据通信的发送装置中,非常希望低功耗化,但若为了低功耗化而降低二值信号的电平,则基于该二值信号生成的电流量的总量减少,从而存在不能适当地实施基于二值信号的数据通信本身的顾虑。结果,在利用二值信号进行数据通信的发送装置中,产生难以实现低功耗化的问题。
以下,以光传输模块的光发送装置为例,详细说明上述问题。
为了在光传输模块的光发送装置中实现低功耗化,要求将生成二值信号的“0”的信号的偏置电流的电流值设为尽量低的电流值,最好减少至半导体激光器的阈值(即,图16所示的“激光器阈值”)附近的电流值。
这里,在将偏置电流的电流值减少至阈值附近的电流值的情况下,单位时间(相当于二值信号的一个脉冲的时间)中的、对于半导体激光器(发光元件)的电流注入量减少。由此,在半导体激光器中,从二值信号通过受激发射由电信号被变换为光信号而输出后,到电子从基态过渡到激发态为止的过渡时间变长,产生被称为“Turn on delay(激发延迟)”的现象。另外,“激发延迟”是半导体激光器开始振荡的时间延迟的现象。该“激发延迟”的发生会增大从半导体激光器输出的光信号的抖动(Jitter)。另外,如图23的参照标号“tod”所示那样,这里设抖动是由“激发延迟”引起的、二值信号的上升沿开始时间的延迟。即,抖动是由“激发延迟”引起的、二值信号在时间轴方向上的波形质量的恶化。
这里,如图23所示那样,通过由“激发延迟”引起的抖动的增加,二值信号的上升沿期间(图23的参照标号“Tr(tod)”)与眼图波罩EM的区域内重合时,在光发送装置中发生比特差错(bit error)。比特差错是将二值信号中的“1”的信号错误识别为“0”的信号和/或将二值信号中的“0”的信号错误识别为“1”的信号。在以光通信网为首的通信中,在10的12次方个脉冲中的一个以上的脉冲中发生了比特差错时,会成为通信差错,因此上述偏置电流的电流值的减少引起的比特差错的问题会成为重大问题。
因而,在光传输模块的光发送装置中,需要使偏置电流的电流值比半导体激光器的阈值足够高,因此难以实现低电流驱动。并且,由此产生在光传输模块的光发送装置中难以减少功耗的问题。
本发明鉴于上述问题而完成,其目的在于提供一种能够减少功耗的发送装置以及发送控制方法等。
此外,本发明的其他目的在于提供一种能够实施波形的整形以便通过简单的电路结构并且容易地接收从上述发送装置发送的信号后适当地输出到外部的接收装置以及接收控制方法等。
为了解决上述课题,本发明的发送装置是发送具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的发送装置,其特征在于,上述二值信号中,下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长。
此外,为了解决上述课题,本发明的发送控制方法是用于发送具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的发送控制方法,其特征在于,以下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形的形式发送上述二值信号。
根据上述结构,二值信号的下降沿所需的时间比该二值信号的上升沿所需的时间长。由此,与二值信号的下降沿所需的时间和上升沿所需的时间相同的情况相比,单位时间中的基于该二值信号生成的电流量的总量的减少幅度变小。另外这时,为了尽可能减小该电流量的总量的减少幅度,优选使二值信号的下降沿所需的时间尽可能长。由此,即使大幅降低了二值信号的电平,也能够适当地实施基于二值信号的数据通信,因此本发明的发送装置比以往技术的发送装置更加适合低电流驱动。
从而,能够减少功耗。
这里,本发明的发送装置所发送的信号成为具有本发明的发送装置所特有的波形的信号,该波形的特征在于具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长。但是,关于在发送接收装置之间传输的光信号,也可以将下降沿时间延长至与眼图波罩的区域重合的程度。即,从发送装置发送的信号只要在作为电信号从接收装置输出到外部装置之前被变换为不会与眼图波罩的区域重合的信号,就没有问题。
此外,本发明的发送装置发送的信号与公知的发送装置发送的信号相比,其波形大不相同。由此,存在本发明的发送装置发送并由接收装置接收到的信号成为不符合从该接收装置发送到外部装置的信号标准的信号的顾虑。因此,在利用公知的接收装置接收该信号时,在该接收装置侧中,存在无法获得从该接收装置对外部装置的数据通信所需的信号的顾虑、即该信号的质量不满足数据通信所需的质量的顾虑。从而,在公知的接收装置中,存在无法适当地接收本发明的发送装置发送的信号的顾虑。
因此,作为接收本发明的发送装置发送的信号并适当地输出到外部的接收装置,需要使用具有实施波形的整形的波形整形部件的接收装置。
这里,以往,作为具有上述波形整形部件的接收装置,例如考虑具备了存储器、CDR(Clock Data Recovery;时钟数据恢复)或者PLL(Phase LockedLoop;锁相环)等的结构。
但是,上述以往技术的的接收装置中,由存储器、CDR、PLL消耗的功率非常大,因此发生接收装置侧的功耗大幅增大的问题。由于实现本发明的发送装置的目的原本是要减少功耗,因此应用上述以往技术的接收装置是不理想的。
因此,本发明人们鉴于上述问题而进行了专心研究的结果,独立发现通过应用如下的接收装置能够减少功耗,并完成了本发明,即包括用于接收信号并对接收到的信号的波形进行整形的波形整形部件的接收装置,其特征在于,上述接收到的信号是具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,上述波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
此外,本发明人们鉴于上述问题而进行了专心研究的结果,独立发现通过应用如下的接收控制方法能够减少功耗,并完成了本发明,即用于接收具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的接收装置的接收控制方法,其特征在于,上述接收装置以下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的状态来接收上述二值信号,对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平和低电平的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
根据上述结构,波形整形部件对接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平和低电平的二值信号。因此,在本发明的接收装置中,能够对接收到的信号进行整形,能够适当地接收本发明的发送装置输出的信号。
此外,在本发明的接收装置中,对接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而能够简单地实现接收到的信号的整形处理。因此,与利用存储器、CDR或者PLL等的以往的结构相比,能够大幅降低功耗。
从而,起到能够实施波形的整形以便通过简单的电路结构并且容易地接收从上述发送装置发送的信号后适当地输出到外部的效果。
为了解决上述课题,本发明的发送装置是包括:发光元件,将电信号变换为光信号而发送;以及驱动部件,通过对上述发光元件提供上述电信号,从而使该发光元件输出上述光信号,驱动该发光元件,该发送装置的特征在于,上述驱动部件提供给上述发光元件的电信号是,具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号中的、下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形的波形变形信号。另外,作为用于生成波形变形信号的结构,也可以是进一步包括将上述二值信号变形为上述波形变形信号后提供给上述驱动部件的波形变形部件的结构,上述驱动部件可以是包括将上述二值信号变形为上述波形变形信号后提供给上述发光元件的波形变形部件的结构。
此外,本发明的接收装置的特征在于,还包括:光接收元件,作为光信号接收上述信号,并将该信号从光信号变换为电信号后发送到上述波形整形部件。
根据上述结构,本发明的发送装置的驱动部件将下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形的波形变形信号作为电信号提供给发光元件,发光元件将该波形变形信号从电信号变换为光信号而发送。因此,根据上述结构,即使将提供给发光元件的偏置电流的电流值降低至阈值附近的电流值,单位时间中的对于发光元件的电流注入量的减少幅度会变小,能够抑制“激发延迟”的发生。由此,能够抑制光信号的抖动增大引起的比特差错的发生。结果,本发明的发送装置可实现低电流驱动,因此能够实现功耗的减少。
这里,本发明的发送装置输出的光信号成为本发明的发送装置所特有的波形的信号,该波形具有高电平的信号和低电平的信号,并且与该光信号的基础的信号(例如,从外部对发送装置的输入信号)或者发光元件(即,激光器)自身所具有的光信号的输出特性相比,具有下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的特征。但是,关于在发送接收装置之间传输的光信号,也可以将下降沿时间延长至与眼图波罩的区域重合的程度。即,从发送装置发送的信号在作为电信号从接收装置输出到外部装置之前被变换为不会与眼图波罩的区域重合的信号,所以没有问题。
此外,本发明的发送装置发送的信号与公知的发送装置发送的信号相比,其波形大不相同。由此,存在本发明的发送装置发送并由接收装置接收到的信号成为不符合从该接收装置发送到外部装置的信号标准的信号的顾虑。另外,作为不符合该接收装置侧的标准的信号,例如是上述的眼图波罩的区域(该区域被决定为接收装置的规格)大幅变动的光信号。因此,在利用公知的接收装置接收该信号时,在该接收装置侧中,存在无法获得从该接收装置对外部装置的数据通信所需的信号的顾虑、即该信号的质量不满足数据通信所需的质量的顾虑。从而,在公知的接收装置中,存在无法适当地接收本发明的发送装置发送的信号的顾虑。
因此,作为接收本发明的发送装置发送的信号并适当地输出到外部的接收装置,需要使用具有实施波形的整形的波形整形部件的接收装置。
根据上述结构,本发明的接收装置中,光接收元件接收光信号,并变换为电信号后发送到波形整形部件。这些结构适合本发明的发送装置以及接收装置利用光信号进行数据通信的情况。
此外,本发明的发送装置的特征在于,上述波形变形信号中上述高电平的信号的期间短。
此外,本发明的接收装置的特征在于,通过较低地设定上述阈值电平而进行上述整形。
根据上述结构,本发明的发送装置发送的波形变形信号中,高电平的信号的期间短。即,该波形变形信号中由于作为二值信号的单位周期的平均电平降低,因此功耗降低。并且,通过发送该功耗降低的波形变形信号,能够减少功耗。
此外,根据上述结构,本发明的接收装置通过较低地设定阈值电平,能够使高电平的信号的期间变长。因此,即使在接收到单位周期的平均电平降低了的信号的情况下,通过对该信号进行整形,也能够适当地接收该信号。
这里,为了通过具有上述以往技术的波形整形装置的接收装置,对单位周期的平均电平降低乐的信号进行整形,需要由存储器等保持接收到的信号,并利用CDR、PLL等使保持的信号在时间方向上延长。
另一方面,在本发明的接收装置中,根据上述结构,通过对接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果来生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而能够简单地实现信号的整形处理。
此外,本发明的发送装置的特征在于,上述驱动部件是包含电流镜电路的电路,在连接了上述发光元件和上述电流镜电路的晶体管的结构中被施加电源电压。
根据上述结构,通过以一级的晶体管电路来实现驱动部件,从而能够实现功耗的进一步降低。
此外,本发明的发送装置中适合上述晶体管具有使上述高电平的信号的期间变短的阈值。
由此,根据构成电流镜电路的晶体管的选定,能够控制上述信号的单位周期的平均电平。
此外,本发明的接收装置的特征在于,具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,上述波形整形部件被设置在上述数字电路中与上述模拟电路连接的连接部分。
根据上述结构,在通过模拟电路处理接收到的模拟信号时,不需要考虑接收到的信号中的波形失真。因此,可以大幅降低消耗电流,由此,可以大幅降低模拟电路中的功耗。
进而,根据上述结构,由于从波形整形部件输出的二值信号的失真大幅降低,因此可实现基于数字电路的信号处理。数字电路与模拟电路相比通常驱动电压较低,因此通过以数字电路方式来实现波形整形部件的后级(即,波形整形部件和发送二值信号的部分之间)的电路,能够进一步降低功耗。
此外,本发明的接收装置的特征在于,上述数字电路比上述模拟电路具有高速响应性。
根据上述结构,通过高速驱动数字电路,能够简单地进行基于上述波形整形电路的整形处理。另外,为了比模拟电路更高速地驱动数字电路,使数字电路的布线的线宽比模拟电路的布线的线宽细即可。
为了解决上述课题,本发明的接收装置的特征在于,具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,上述数字电路在与上述模拟电路连接的连接部分具有用于对来自上述模拟电路的信号的波形进行整形的波形整形部件。
根据上述结构,在通过模拟电路处理接收到的模拟信号时,不需要考虑接收到的信号中的波形失真。因此,可以大幅降低消耗电流,由此,可以大幅降低模拟电路中的功耗。
此外,根据上述结构,由于从波形整形部件输出的二值信号的失真大幅降低,因此可实现基于数字电路的信号处理。数字电路与模拟电路相比通常驱动电压较低,因此通过以数字电路方式来实现波形整形部件的后级(即,波形整形部件和发送二值信号的部分之间)的电路,能够进一步降低功耗。
进而,根据上述结构,由于不需要考虑接收到的信号中的波形失真,因此即使在以比自身能够稳定驱动的电流值更低的电流值驱动了模拟电路时,也能够简单地实施波形的整形。
即,在一般的模拟电路中,决定了自身能够充分稳定驱动的电流值。但是,在本发明的接收装置中,也可以通过上述自身能够充分稳定驱动的电流值来驱动模拟电路。另外,本发明的接收装置适合用于难以通过上述自身能够充分稳定驱动的电流值来驱动模拟电路的情况。
另外,作为波形整形部件,适合在数字电路中是一个或者多个反相器,而在模拟电路中是一个或者多个放大器。
根据上述结构,基于上述波形整形部件的处理,可通过一个或者多个反相器和/或放大器这样的单纯的电路而简单地实施。另外,在利用放大器实施基于该波形整形部件的处理时,该放大器的信号放大率被设定为充分大。该反相器和/或放大器所设置的个数越多,就越能更加细致地进行上述处理。另一方面,若反相器和/或放大器所设置的个数少,则功耗的降低效果当然也就大。即,可根据包括反相器的个数、即该二值信号的处理的细致程度,适当地设定接收装置的电路规模以及设计中的自由度。
为了解决上述课题,本发明的发送接收装置的特征在于,包括:发送装置,发送二值信号,该二值信号具有高电平的信号和低电平的信号,并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长;以及接收装置,包括波形整形部件,该波形整形部件接收具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,并对接收到的信号的波形进行整形,上述接收装置的波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
根据上述结构,二值信号的下降沿所需的时间变得比该二值信号的上升沿所需的时间还要长。由此,与二值信号的下降沿所需的时间和上升沿所需的时间相同的情况相比,单位时间中的基于该二值信号生成的电流量的总量的减少幅度变小。另外这时,为了尽可能减小该电流量的总量的减少幅度,优选使二值信号的下降沿所需的时间尽可能长。由此,即使大幅降低了二值信号的电平,也能够适当地实施基于二值信号的数据通信,因此本发明的发送接收装置所具有的发送装置适合低电流驱动。
此外,根据上述结构,波形整形部件对接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平和低电平的二值信号。因此,在本发明的接收装置中,能够对接收到的信号进行整形,因此能够适当地接收本发明的发送装置输出的信号。
进而,在本发明的发送接收装置所具有的接收装置中,对接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而能够容易实现整形处理。因此,与利用存储器、CDR、PLL等的以往的结构相比,能够大幅降低功耗。
从而,能够降低功耗,并且能够实施波形的整形以便通过简单的电路结构并且容易地满足数据通信所需的信号质量。
此外,本发明的光传输模块可以包括上述发送装置、上述接收装置以及从上述发送装置对上述接收装置传输上述二值信号的传输介质。进而,为了进行数据通信,该光传输模块可以被包含在电子设备中。
由此,能够在光传输模块或者电子设备整体中降低功耗。
如上所述,本发明的发送装置是发送具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的发送装置,上述二值信号的结构为下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长。
从而,起到能够降低功耗的效果。
如上所述,本发明的接收装置是包括用于接收信号并对接收到的信号的波形进行整形的波形整形部件的接收装置,其结构为,上述接收到的信号是具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,上述波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。此外,本发明的接收装置的结构为,具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,上述数字电路在与上述模拟电路连接的连接部分具有用于对来自上述模拟电路的信号的波形进行整形的波形整形部件。
从而,起到能够实施波形的整形以便通过简单的电路结构并且容易地满足数据通信所需的信号质量的效果。
如上所述,本发明的发送接收装置的结构为,包括:发送装置,发送二值信号,该二值信号具有高电平的信号和低电平的信号,并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长;以及接收装置,包括波形整形部件,该波形整形部件接收具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,并对接收到的信号的波形进行整形,上述接收装置的波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
从而,起到能够降低功耗的同时,能够实施波形的整形以便通过简单的电路结构并且容易地满足数据通信所需的信号质量的效果。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的图,是表示发送装置的方框图。
图2是表示输入到上述发送装置的二值信号的波形的图。
图3是表示由电容器以及电阻构成的CR电路的一般结构的图。
图4是表示偏置电流、调制电流和二值信号之间的关系的曲线图。
图5是表示输入到波形变形电路之前的二值信号的波形的曲线图,以及表示从该波形变形电路输出的二值信号的波形的曲线图。
图6是表示本发明的其他实施方式的图,是表示在基板上实现的上述发送装置的结构的方框图,以及表示设置在上述发送装置中的驱动部件的具体电路结构的图。
图7是表示本发明的又一个实施方式的图,是表示在基板上实现的发送装置的结构的方框图,以及表示设置在上述发送装置中的驱动部件的具体电路结构的图。
图8是表示本发明的又一个实施方式的图,是表示发送装置的结构的方框图。
图9是表示本发明的占空比调整部件的电路结构例的图,以及表示通过上述占空比调整部件降低二值信号的占空比的原理的图。
图10是表示本发明一实施方式的图,是表示接收装置的结构的方框图。
图11是表示输入到本发明的波形整形电路之前的二值信号的波形的曲线图,是表示从该波形整形电路输出的二值信号的波形的曲线图。
图12是表示本发明的其他实施方式的图,是表示接收装置的结构的方框图。
图13是表示模拟电路的驱动电流值和该模拟电路的驱动状况的关系的曲线图。
图14是表示本发明的又一实施方式的图,是表示接收装置的结构的方框图。
图15表示本发明的又一实施方式的图,是表示接收装置的结构的方框图。
图16是说明本发明一实施方式的发送装置的作用效果的曲线图。
图17是表示本发明一实施方式的图,图17的(a)是表示通过本发明的发送装置将光信号发送到外部的情况、以及通过本发明的接收装置接收来自外部的光信号的情况的一例的图,图17的(b)是表示从上述电子部件输入到上述发送装置的二值信号的波形的图,图17(c)是表示上述发送装置对外部发送的二值信号的波形的图,图17的(d)是表示上述发送装置对外部发送的二值信号的其他波形的图,图17的(e)是表示上述接收装置输出的二值信号的波形的图,图17的(f)是表示本发明的其他实施方式的图,是表示发送接收装置的结构的方框图。
图18是表示本发明一实施方式的图,是表示本发明的光传输模块的概略结构的图。
图19是通过上述光传输模块进行数据通信的移动电话的概略图、通过上述光传输模块进行数据通信的移动电话的内部电路的立体图、通过上述光传输模块进行数据通信的打印机的概略图、以及通过上述光传输模块进行数据通信的打印机的内部电路的方框图。
图20是表示将上述光传输模块应用到硬盘记录再现装置中的例子的图。
图21是表示用于进行数据通信的信号的占空比与电子设备整体的功耗的关系的图。
图22是示意性地表示光波导路径的侧视图、以及光波导路径中的光传输的状态的图。
图23是表示激发延迟的概念的图。
标号说明
1、1a~1c光发送装置(发送装置)
2、2a波形变形电路(波形变形部件)
3、3a、31、32激光器驱动电路(驱动部件)
4发光元件
5、5a占空比调整电路
11、11a~11d光接收装置(接收装置)
12光接收元件
13~15波形整形电路(波形整形部件)
100、100a~100g光传输模块
130移动电话(电子设备)
160硬盘记录再现装置(电子设备)
A1模拟电路
AMP1反馈放大器
AMP2放大器
D1数字电路
I1~I3反相器
T1~T7晶体管
具体实施方式
[实施方式1]
利用图1~图5以及图16说明本发明一实施方式的发送装置。
图1是表示本实施方式的发送装置的结构的方框图。
图1所示的光发送装置(发送装置)1a是包括波形变形电路(波形变形部件)2、激光器驱动电路(驱动部件)3以及发光元件4的结构。
另外,图1所示的光发送装置1a以及后述的光发送装置1b(参照图7的(a))以及光发送装置1c(参照图8),在其前级连接电子部件(未图示),并从该电子部件被输入具有“1”的信号(高电平的信号)和“0”的信号(低电平的信号)的二值信号(用于进行数据通信的信号)。
图2是表示输入到本发明的发送装置的二值信号的波形的图。如图2所示,二值信号实际是叠加具有各种频率分量的信号而生成,其中包含高频率的信号分量(高次谐波)。
来自电子部件的二值信号被输入到光发送装置1a的波形变形电路2。
波形变形电路2进行使输入的二值信号的下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的处理。然后,波形变形电路2将相对于来自上述电子部件的二值信号或者发光元件4中的光信号的输出特性,使下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形变形信号输出到激光器驱动电路3。
另外,在以下的说明中,将上述输入的二值信号的上升沿所需的时间称为“Tr”,将上述输入的二值信号的下降沿所需的时间称为“Tf”。此外,在以下的说明中,将使上述输入的二值信号的Tf比Tr长的处理称为“钝化波形”或者仅称为“钝化”,并且将实施了该处理的状态(即,进行了处理的信号中的下降沿的样子)称为“钝波形”或仅称为“钝”。
另外,波形变形电路2例如可通过公知的微分电路(由电容器C1和电阻R1构成的CR电路、参照图3)来实现,但并不限于此。此外,波形变形电路2只要使二值信号的Tf比Tr长,作为其具体处理就没有特别限定。
激光驱动电路3基于来自波形变形电路2的二值信号来生成偏置电流和调制电流(驱动电流),并通过来自调制信号源(未图示)的调制信号,切换偏置电流和对偏置电流重叠了调制电流的电流,从而进行直接调制(参照图4“脉冲电流”)。然后,激光器驱动电路3根据由该直接调制生成的信号(电信号)使发光元件4发光以输出光信号(参照图4“光输出”),从而驱动发光元件4(参照图4)。
发光元件4是根据来自上述激光器驱动电路3的信号而发光从而输出上述光信号的(即,将二值信号从电信号变换为光信号的)半导体激光器,并将该光信号发送到外部。另外,作为该发光元件4,可举出激光二极管等。
此外,作为半导体激光器的发光元件4的发光类型(type)可以是上述面发光半导体激光器,也可以是对半导体晶片(未图示)平行地发射激光的类型(所谓的端面发光型)。
这里,使用图5说明波形变形电路2对于二值信号的处理。
图5的(a)是表示输入到波形变形电路2之前的二值信号的波形的曲线图。图5的(b)是表示从波形变形电路2输出的二值信号的波形的曲线图。另外,在图5的各个曲线图中,纵轴表示二值信号的电平,横轴表示时间(二值信号中的“1”的信号以及“0”的信号的期间)。此外,本申请附图中的“sig1”都表示二值信号的“1”的信号的电平,“sig0”都表示二值信号的“0”的信号的电平。
图5的(a)所示的二值信号中,上升沿所需的时间为Tra,下降沿所需的时间为Tfa,“1”的信号的期间为sig1a。另外这里,Tra与Tfa为大体相等的时间。
当图5的(a)所示的二值信号被输入到波形变形电路2时,波形变形电路2钝化该二值信号的波形。具体地说,对图5的(a)所示的二值信号,进行加长Tfa的(即,将Tfa设为Tfb的)处理。
结果,图5的(a)所示的二值信号通过波形变形电路2,被变形成下降沿所需的时间为比Tfa还要长的Tfb的、图5的(b)所示的二值信号,并被输出到激光器驱动电路3。然后,波形变形电路2将该图5的(b)所示的二值信号经由激光器驱动电路3、发光元件4而发送到外部。
根据上述结构,能够抑制“激发延迟”导致的影响,并且能够期待发送装置整体中的低功耗化。
其理由如下。
为了在发送装置中实现低功耗化,要求将生成二值信号的“0”的信号的偏置电流的电流值设为尽量低的电流值,最好减少至半导体激光器的阈值(图16的参照标号“激光器阈值”)附近的电流值。
这里,在将偏置电流的电流值减少至阈值附近的电流值的情况下,单位时间(相当于二值信号的一个脉冲的时间)中的、对于半导体激光器的电流注入量减少。由此,从上述半导体激光器通过受激发射将二值信号由电信号变换为光信号而输出后,到电子从基态过渡到激发态为止的过渡时间变长。若过渡时间变长,则从上述半导体激光器输出的光信号的抖动(Jitter)增大,产生“激发延迟”。
如上述结构那样,在钝化二值信号时,与不钝化二值信号的情况相比占空比本身会上升,因此单位时间中的对于半导体激光器的电流注入量的减少幅度与不钝化二值信号的情况相比会变小。另外,在本申请中,假设“占空比”表示信号在单位周期中的平均电平。因此,即使将偏置电流的电流值减少至阈值附近的电流值,“激发延迟”导致的影响也只有最小限度。从而,能够抑制“激发延迟”导致的影响,并且能够期待发送装置整体中的低功耗化(参照图16)。
另外,在本实施方式中,波形变形电路2被设置在激光器驱动电路3的前级,但不限于此。即,波形变形电路2在光发送装置1a中,也可以被设置在激光器驱动电路3的后级并且发光元件4的前级。
上述情况下,来自上述电子部件的二值信号经由激光器驱动电路3被输入到波形变形电路2。波形变形电路2进行钝化该二值信号的波形的处理,将钝化了波形后的二值信号输出到发光元件4。发光元件4根据来自波形变形电路2的二值信号而发光,并将光信号发送到外部。
这里,例如在光通信网中,需要发送光信号的发送装置中具备:将二值信号从电信号变换为光信号而输出的、例如作为面发光半导体激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser:VCSEL)的激光器;以及从发送侧的电子部件接收二值信号,并进行该二值信号的识别以及调制,将调制后的二值信号施加到激光器上的激光器驱动电路。此外,以往,激光器和激光器驱动电路被设置在互不相同的集成电路基板上,因此还需要用于连接该集成电路基板之间的电线(wire)或者导线图形(pattern)。
在光通信网中,一般处理高速传输的信号。因此,在发送装置侧,若在上述各集成电路基板、以及上述电线或者导线图形之间没有实施阻抗的匹配(以下,将阻抗的匹配称为“匹配(matching)”),则上述二值信号的信号波形会大大失真。另外,这里阻抗是指交流的电阻值,意味着电容器分量和电感分量以及电阻分量的合成。
此外,在发送装置侧,除了因上述匹配的不良而引起的二值信号的失真之外,还存在因激光器生成的二阶或者高阶的相互调制生成物而导致产生的二值信号的失真。
即,在发送装置侧,应考虑传输的信号的失真。并且,以往,尝试着减少该信号的失真。
作为用于减少与上述匹配的不良有关的二值信号的失真的技术,例如可举出阻抗匹配电路的插入(参照非专利文献1)、上述电线或者导线图形的布线距离和/或所选择的激光器的变更等。
此外,在专利文献1中,作为用于减少上述因激光器生成的二阶或者高阶的相互调制生成物而导致产生的二值信号的失真的技术,公开了将前置失真电路设置在激光器的前级的技术,该前置失真电路生成与该失真分量在实际上大小相等并且符号与该失真分量相反的、即消除该失真分量的失真信号。
但是,为了减少在发送装置侧产生的二值信号的失真,在发送装置侧插入了用于减少失真的电路的情况下,产生发送装置侧中的电路规模增大的问题。一般,存在发送装置侧的功耗比接收装置侧中的功耗要大的倾向。因此,如上述那样,若在发送装置侧中电路规模增大,则对于电子设备整体中的低功耗化而言将成为较大的障碍。
此外,在变更上述电线或者导线图形的布线距离和/或所选择的激光器,从而应对因匹配的不良而引起的二值信号的失真的情况下,需要实施非常严谨的设计以及制造。因此,产生电子设备的设计中的自由度减少并且制造成本也增大的问题。
另一方面,在本发明的发光送装置中,二值信号能够作为上升沿所需的时间和下降沿所需的时间互不相同的波形的波形变形信号,以电信号方式提供给发光元件,并且该发光元件将该电信号变换为光信号而发送。即,不需要减少在发送装置侧产生的二值信号的失真,因此也不需要在发送装置侧插入用于减少失真的电路,或者变更电线或者导线图形的布线距离和/或所选择的激光器,从而实施严谨的设计以及制造。
因而,起到削减电路规模,同时确保电子设备的设计中的自由度,并且能够抑制制造成本的增大的效果。
[实施方式2]
图6的(a)是表示在基板上实现的图1所示的发送装置的结构的方框图。
在基板上实现了上述的光发送装置1a的情况下,如图6的(a)所示那样,波形变形电路2以及激光驱动电路3在同一基板(参照标号“驱动器IC(Driver IC)”)上实现。
另一方面,发光元件4也可以在与波形变形电路2以及激光驱动电路3不同的基板(参照图6的(a),参照标号“激光器(laser)”)上实现,虽然未图示,但也可以在与波形变形电路2以及激光驱动电路3相同的基板上实现。
这里,激光器驱动电路3具体适合采用图6的(b)所示的电路来构成。
图6的(b)是表示上述光发送装置1a中所设置的激光器驱动电路3的具体的电路结构的图。另外这里,如图6的(b)所示那样,以发光元件4和波形变形电路2以及激光器驱动电路3在相互不同的基板上实现的情况为例进行说明,但作为本实施方式的发送装置的结构,不限于此。即,例如,发光元件4可以被设置在与波形变形电路2以及激光驱动电路3相同的基板上。
图6的(b)所示的激光器驱动电路31作为光发送装置1a的激光器驱动电路3来使用。
图6的(b)所示的激光器驱动电路31是具有晶体管T1~T4的结构。另外这里,作为晶体管T1~T4,说明利用了NPN型的双极型晶体管的情况。
晶体管T1的基极通过对晶体管T1的基极提供某一电位(从未图示的电源提供的、激光器驱动电路31的驱动电压)的线(line),与波形变形电路2连接,发射极与地(参照标号“GND”)连接,集电极与晶体管T3的发射极以及晶体管T4的发射极连接。晶体管T2的基极与波形变形电路2连接,发射极与地连接,集电极与发光元件4连接。此外,晶体管T3的集电极与波形变形电路2连接,晶体管T4的集电极与发光元件4连接。
晶体管T2的基极上始终被输入来自波形变形电路2的信号。由此,晶体管T2生成偏置电流。
此外,晶体管T1的基极上始终被输入来自波形变形电路2的信号。由此,晶体管T1生成调制电流。但是,调制电流在从晶体管T3以及晶体管T4的切换、即、晶体管T3以及晶体管T4导通的定时起,到该二值信号的“1”的期间结束为止的期间,从晶体管T1的集电极流入晶体管T4的发射极,在除此以外的期间,则从晶体管T1的集电极流入晶体管T3的发射极。
当二值信号是“0”的信号时,发光元件4只通过偏置电流被驱动,因此不输出期望的输出功率。另一方面,当二值信号是“1”的信号时,发光元件4通过对偏置电流叠加了调制电流后的电流被驱动,因此输出期望的输出功率。通过以二值信号为基础来切换这两个情况(即,直接调制),从而激光器驱动电路31根据该二值信号使发光元件4发光。
另外,在本实施方式中,激光器驱动电路31的结构为,作为晶体管T1~T4,具备NPN型的双极型晶体管,但不限于此。即,激光器驱动电路31的结构也可以是,作为晶体管T1~T4,具备CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor;互补金属氧化物半导体)等的MOS(Metal OxideSemiconductor;金属氧化物半导体)场效应晶体管。这时,激光器驱动电路31只要设为在作为上述的晶体管T1~T4而具备NPN型的双极型晶体管的结构中,代替NPN型的双极型晶体管的基极而采用MOS场效应晶体管的栅极,代替NPN型的双极型晶体管的发射极而采用MOS场效应晶体管的源极,代替NPN型的双极型晶体管的集电极而采用MOS场效应晶体管的漏极的结构即可。
此外,来自上述电源的电源电压根据使用的波长带以及电流量而被构造性地决定。此外,每一级晶体管的驱动电压(即,特定的NPN型的双极型晶体管的基极-发射极间电压、或者特定的MOS场效应晶体管中的源极-栅极间电压)根据所使用的晶体管T1~T4的大小以及激光器驱动电路31的制造工艺而被构造性地决定。
[实施方式3]
使用图7说明本发明的其他实施方式的发送装置。
图7的(a)是表示本实施方式的发送装置的结构的方框图。
图7的(a)所示的光发送装置1b是在图1所示的光发送装置1a的结构中,代替波形变形电路2,波形变形电路2a被设置在代替激光器驱动电路3而设置的激光器驱动电路3a的内部的结构。
即,来自上述电子部件的二值信号被输入到光发送装置1b的激光器驱动电路3a。在被输入二值信号时,激光器驱动电路3a在波形变形电路2a中钝化该二值信号的波形,并将钝化后的二值信号(波形变形信号)输出到发光元件4。发光元件4根据实施了基于波形变形电路2a的处理的二值信号而发光,并将光信号发送到外部。
另外,图7的(a)所示的光发送装置1b与图6的(a)所示的光发送装置1a同样地,波形变形电路2a以及激光器驱动装置3a在相同基板(参照标号“驱动器IC”)上实现。并且,发光元件4可以在与波形变形电路2a以及激光驱动电路3a不同的基板(参照图7的(a),参照标号“激光器”)上实现,也可以在与波形变形电路2a以及激光驱动电路3a相同的基板上实现。
这里,波形变形电路2a以及激光器驱动电路3a具体适合采用图7的(b)所示的电路来构成。
图7的(b)是表示上述光发送装置1b中所设置的激光器驱动电路3a的具体的电路结构的图。另外这里,如图7的(b)所示那样,以发光元件4和波形变形电路2a以及激光器驱动电路3a在相互不同的基板上实现的情况为例进行说明,但本实施方式的发送装置的结构不限于此。即,例如,发光元件4可以被设置在与波形变形电路2a以及激光驱动电路3a相同的基板上。
图7的(b)所示的激光器驱动电路32作为光发送装置1b的激光器驱动电路3a来使用。
图7的(b)所示的激光器驱动电路32是具有晶体管T5~T7的结构。另外这里,说明与图6的(b)所示的激光器驱动电路31的晶体管T1~T4同样地,作为晶体管T5~T7,利用了NPN型的双极型晶体管的情况。
晶体管T5的发射极E5以及晶体管T6的发射极E6都与地连接。晶体管T6的基极B6与晶体管T7的基极B7连接。此外,晶体管T7的集电极C7与具有发光元件4的基板(Laser)连接,发射极E7与地连接。晶体管T7形成电流镜电路。
晶体管T5的集电极C5与晶体管T6的集电极C6连接。此外,晶体管T6的集电极C6上连接了偏置电流源(未图示),从该偏置电流源输入“0”的信号的原始信号。此外,在晶体管T5的集电极C5以及晶体管T6的集电极C6上连接了调制电流源(未图示),并该调制电流源输入“1”的信号的原始信号。
另外,图7的(b)所示的光发送装置1b为上述偏置电流源只与晶体管T6的集电极C6连接的结构,但不限于此。
即,也可以是上述偏置电流源与晶体管T5的集电极C5和晶体管T6的集电极C6的双方连接的结构。这时,上述“0”的信号的原始信号被输入到晶体管T5的集电极C5和晶体管T6的集电极C6的双方。根据该结构,即使在二值信号为“0”的信号的情况下,也能够防止晶体管T5的集电极C5的电位成为与地电平接近的电位。即,根据该结构,由于晶体管T5的发射极-集电极间电压始终成为规定值以上的电压值,因此流过晶体管T5的集电极C5的电流一定的情况下的偏置电流的电流值大致一定。由此,与偏置电流源只对晶体管T5的集电极C5输入上述“0”的信号的原始信号的情况相比,能够使二值信号的波形更加稳定。
在被输入二值信号时,在激光器驱动电路32中,“0”的信号的原始信号从偏置电流源持续流入晶体管T6的集电极C6(或者,流入晶体管T5的集电极C5以及晶体管T6的集电极C6)。该“0”的信号在晶体管T7中成为规定倍数后流到发光元件4。
此外,成为二值信号的“1”的信号的原始信号的来自调制电流源的信号,在二值信号为“0”的信号时,流入晶体管T5的集电极C5,而在二值信号为“1”的信号时,经由晶体管T7流入晶体管T7,且在晶体管T7中成为规定倍数后流到发光元件4。
由此,晶体管T7切换只有偏置电流被输入到发光元件4的状态和偏置电流以及调制电流被输入到发光元件4的状态。即,当二值信号是“0”的信号时,发光元件4只通过偏置电流被驱动,因此不输出期望的输出功率。另一方面,当二值信号是“1”的信号时,发光元件4通过对偏置电流叠加了调制电流后的电流被驱动,因此输出期望的输出功率。通过以二值信号为基础来切换这两个情况(即,直接调制),从而激光器驱动电路32根据该二值信号使发光元件4发光。
这里,波形变形电路2a在构成激光器驱动电路32的部件中,通过晶体管T6以及晶体管T7来构成。
该波形变形电路2a在被输入二值信号时,通过进行以下处理,钝化该二值信号的波形,并将该钝化后的二值信号(波形变形信号)输出到发光元件4。即,在晶体管T7中,如上述那样,“0”的信号以及“1”的信号分别成为规定倍数后流到发光元件4,但这时,在晶体管T7的集电极C7侧产生寄生电容。在二值信号的上升沿时,成为规定倍数的电流被提供给该寄生电容,该寄生电容中积蓄电荷。另一方面,在二值信号的下降沿时,该寄生电容中所积蓄电荷失去去处,渐渐被放出到发光元件4。通过以上的处理,二值信号的波形下降沿的定时中,波形钝。并且,发光元件4根据从波形变形电路2a输出的二值信号而发光,并将光信号发送到外部。
根据上述结构也能够抑制“激发延迟”导致的影响,并且能够期待发送装置整体中的低功耗化。
此外,以往,激光器驱动电路通常以两级的晶体管电路来实现。
但是,根据上述结构,能够通过一级的晶体管电路来实现激光器驱动电路。
从而,本实施方式的光发送装置1b的功耗减少程度能够在上述的实施方式的光发送装置1a以上。
另外,在本实施方式中,激光器驱动电路32是作为晶体管T5~T7而具有NPN型的双极型晶体管的结构,但不限于此。即,激光器驱动电路32也可以是作为晶体管T5~T7而具有CMOS等MOS场效应晶体管的结构。这时,激光器驱动电路32只要设为在作为上述的晶体管T5~T7而具备NPN型的双极型晶体管的结构中,代替NPN型的双极型晶体管的基极而采用MOS场效应晶体管的栅极,代替NPN型的双极型晶体管的发射极而采用MOS场效应晶体管的源极,代替NPN型的双极型晶体管的集电极而采用MOS场效应晶体管的漏极的结构即可。
[实施方式4]
对于电子设备,以往强烈期望低功耗化,但电子设备的功耗一般依赖于用于进行数据通信的信号的占空比(二值信号中的单位周期的平均电平)。例如,若以表示用于进行数据通信的信号的占空比和电子设备整体中的功耗的关系的图21为例进行说明,则在占空比50%中的平均电路电流为Ia1的信号降低为占空比10%时,占空比降低后的该信号的平均电路电流成为比Ia1还要低的Ia2。即,用于进行数据通信的信号的占空比越高,则电子设备整体中的平均电流越会增大,电子设备整体中的功耗会变高。
但是,在光通信网中,难以降低通过进行数据通信的多个电子部件的信号的占空比。以下,说明其理由。
在二值信号中,若降低占空比,则产生“ISI(inter-symbol interference:码元间干扰)”。“ISI”表示通过二值信号的“1”的信号和“0”的信号的干扰,二值信号的电平(尤其是“1”的信号的电平)变化的现象。这里,如上述那样,用于进行数据通信的信号是二值信号。因此,若降低该信号的占空比,则该信号中会产生“ISI”。并且,若产生该“ISI”,则该信号中会发生上升沿不全和/或下降沿不全,由此,该信号的电平会低于阈值(数据通信中最低限度需要的信号电平),结果,会发生担心对数据通信带来障碍的问题。对于构成电子设备的电接口(电子设备中的接收侧的电子部件)而言,上述“ISI”的问题随着数据通信中的传输速度的高速化而成为大问题。
因此,在电子设备中,通过8B10B、曼彻斯特(Manchester)码等的编码技术,人为地将上述多个电子部件处理的信号的占空比大体设为50%。即,难以减少通过上述多个电子部件的信号的占空比,削减该信号引起的功耗。
这里,作为用于减少电子设备整体中的功耗的技术,考虑降低通过光传输模块的信号的占空比的技术。由此,在光传输模块的传输路径中,能够降低用于进行数据通信的信号的占空比,因此能够减少由光传输模块所消耗的功率。作为结果,能够减少在电子设备整体中所消耗的功率。
作为用于实现上述技术的结构,考虑在光发送装置中降低用于进行数据通信的信号的占空比,在光接收装置中提高该信号的占空比的结构。并且,作为这种结构,例如考虑通过存储器等保持用于进行数据通信的信号,并利用CDR(Clock Data Recovery)、PLL(Phase Locked Loop)等,使保持的信号在时间轴方向上延长的结构。
但是,上述结构的情况下,由存储器、CDR或者PLL消耗的功率非常大。因此,光接收装置侧的功耗会增大,光传输模块中的功耗会增大。结果,产生电子设备整体中的功耗会增大的问题。
降低通过光传输模块的信号的占空比的目的,原本是要减少电子设备整体中的功耗。因此,在实现上述技术的情况下,要求是能够通过低功耗降低通过光传输模块的信号的占空比的结构。因此,为了实现上述技术,不适合应用上述结构。
因此,在本实施方式中,说明鉴于上述问题而完成的、削减电路规模的同时确保电子设备的设计中的自由度,并且能够抑制制造成本的增大的发送装置。以下,利用图8以及图9来说明该发送装置。
图8是表示本实施方式的发送装置的结构的方框图。
图8所示的光发送装置1c是在图1所示的光发送装置1的结构中,在波形变形电路2的后级且激光器驱动电路3的前级进一步包括占空比调整电路5的结构。
占空比调整电路5调整输入到其中的二值信号的占空比。具体地说,占空比调整电路5通过缩短该二值信号的“1”的信号的期间,从而进行降低占空比的处理。
图9的(a)是表示本发明的占空比调整部件的电路结构例的图。
占空比调整电路5例如是图9的(a)所示的、由具有反馈功能的反馈放大器AMP1构成的占空比调整电路5a。
图9的(b)是表示通过上述占空比调整部件降低二值信号的占空比的原理的图。
作为占空比调整电路5a的反馈放大器AMP1,如图9的(b)所示那样,通过以规定的电平(图9的(b)所示的“偏移电平”)来偏移(offset)二值信号,从而能够调整该二值信号的占空比。另外,“偏移电平”与本发明的偏移电压对应。此外,上述二值信号的占空比可通过适当调整“偏移电平”的值而进行控制。
在反馈放大器AMP1等的模拟放大器中,基本上如周知那样,通过AOC(Auto offset Control;自动偏移控制)等消除“偏移电平”,从而将占空比设为50%。但是,在本实施方式中,可通过适当设定成为反馈放大器AMP1中的差动的一方的基准的电压,控制二值信号的脉冲宽度。
根据上述结构,能够将二值信号的占空比降低至期望的值,因此能够实现功耗的进一步降低。
另外,在本实施方式中,作为占空比调整电路5a,利用具有反馈功能的反馈放大器AMP1,但这只表示占空比调整电路5的一个例子,占空比调整电路5的结构并不限于此。
即,例如,占空比调整电路5也可以是利用具有相当于上述“偏移电平”的阈值(即,自身导通的电流值)的晶体管,进行二值信号的偏移的结构。此外,占空比调整电路5也可以是阈值被设定为上述“偏移电平”的反相器。即,占空比调整电路5只要是基于自身所设定的(或者,自身具有的)“偏移电平”或者阈值来控制二值信号中的直流分量,从而控制该二值信号的占空比的结构,则没有特别限定。另外,尤其在作为占空比调整电路5而使用晶体管时,能够简单地实施缩短二值信号的“1”的信号的期间的处理。
此外,在本实施方式中,占空比调整电路5被设置在波形变形电路2的后级且激光器驱动电路3的前级。但是,占空比调整电路5被设置的部分不限于此。即,占空比调整电路5可以是被设置在波形变形电路2的前级的结构,也可以是被设置在激光器驱动电路3的后级且发光元件4的前级的结构。
进而,在本实施方式中是占空比调整电路5被设置在图1所示的光发送装置1a中的结构,但不限于此。即,占空比调整电路5可以是被设置在图7的(a)所示的光发送装置1b中的结构。作为在光发送装置1b中设置占空比调整电路5的情况下的结构,可以是在光发送装置1b中进一步设置占空比调整电路5的结构,也可以是电路结构本身原样不变,光发送装置1b的晶体管T7具有占空比调整电路5的功能的结构。
[实施方式5]
利用图10以及图11说明本发明的一实施方式的接收装置。
图10是表示本实施方式的接收装置的结构的方框图。
图10所示的光接收装置(接收装置)11a是包括光接收元件12以及波形整形电路(波形整形部件)13的结构。
另外,图10所示的光接收装置11a、后述的光接收装置11b(参照图12)、光接收装置11c(参照图14)、以及光接收装置11d(参照图15)在其后级与电接口(未图示)连接,并对该电接口提供由“1”的信号和“0”的信号组成的二值信号(用于进行数据通信的信号)。
光接收元件12将二值信号作为光信号来接收,并将该光信号变换为电信号,并将其输出到波形整形电路13。另外,作为用作光接收元件12的元件,可举出光电二极管、CDD(Charge Coupled Devices;电荷耦合装置)、CMOS图像传感器等。
波形整形电路13通过将来自光接收元件12的二值信号的电平与规定的阈值进行比较,从而进行在波形上发生了失真和/或钝化的二值信号的整形处理。另外这时,在上述整形处理中,可以将Tr以及Tf都设为可进行传递的程度的时间。此外,在波形整形电路13中,也可以进一步进行延长该二值信号的“1”的信号的期间的处理。
另外,在图10所示的光接收装置11a中,利用反相器I1作为波形整形电路13。该反相器I1是如果输入到其中的二值信号的电平为上述规定的阈值以上的值则输出“0”的信号,若为小于该规定的阈值的值则输出“1”的信号的数字放大电路。
另外,反相器I1通过充分提高自身的响应速度,能够简单地进行二值信号的整形处理。此外,反相器I1提高二值信号的占空比的程度,可通过适当使用具有上述规定的阈值的反相器,从而简单地设定。
这里,利用图11说明波形整形电路13对于二值信号的整形处理。另外,在该整形处理中,省略延长该二值信号的“1”的信号的期间的处理当然也可以。此外,该整形处理的具体的处理方法没有特别限定。
图11的(a)是表示输入到波形整形电路13之前的二值信号的波形的曲线图。此外,图11的(b)是表示从波形整形电路13输出的二值信号的波形的图。另外,在图11的各个曲线图中,纵轴表示二值信号的电平,横轴表示时间(二值信号中的“1”的信号以及“0”的信号的期间)。
在图11的(a)所示的二值信号中发生钝化。这时,图11的(a)所示的二值信号中,下降沿所需的时间为Tfc,“1”的信号的期间为sig1c。Tfc比上升沿所需的时间Trc还要长。
当图11的(a)所示的二值信号被输入到波形整形电路13时,波形整形电路13通过反相器I1将该二值信号的电平与上述规定的阈值进行比较,从而对延长了Tf的二值信号进行整形。
结果,图11的(a)所示的二值信号通过波形整形电路13而变形成图11的(b)所示的二值信号,并被输出到电接口。图11的(b)所示的二值信号中,下降沿所需的时间Tfd比Tfc短并且与Trc大体相等。此外,图11的(b)所示的二值信号中,“1”的信号的期间是比sig1c还要长的sig1d。
另外,在图10所示的光接收装置11a中,作为波形整形电路13而具有奇数个反相器(一个反相器I1)。这时,被输入到光接收装置11a的二值信号在波形整形电路13中,在上述整形的同时还进行逻辑反转,从而被提供给后级的电接口。这里,本领域的技术人员应该能够容易理解在光接收装置11a中,若在光接收元件12和上述电接口之间再设置奇数个反相器(未图示),即在光接收元件12和上述电接口之间设置偶数个反相器,则不进行上述逻辑反转。
图11的(b)所示的二值信号与图11的(a)所示的二值信号相比,占空比提高。并且,由于波形整形电路13将该占空比提高的二值信号提供给上述电接口,因此在该电接口中,该二值信号上不会发生“ISI”。
此外,光接收装置11a是通过一个电路元件(反相器I1)提高二值信号的占空比的结构。因此,光接收装置11a与由存储器等保持用于进行数据通信的信号,并利用CDR、PLL等使保持的信号在时间轴方向上延长从而提高占空比的结构相比,能够减少功耗。
[实施方式6]
利用图12以及图13说明本发明的其他实施方式的接收装置。
图12是表示本实施方式的接收装置的结构的方框图。
图12所示的光接收装置11b是在图10所示的光接收装置11a的结构中,处理模拟信号的模拟电路A1被设置在光接收元件12的后级且波形整形电路13的前级,处理数字信号的数字电路D1被设置在波形整形电路13的后级且上述电接口的前级的结构。即,波形整形电路13被设置在数字电路D1中的、模拟电路A1和数字电路D1的连接部分。另外,模拟电路A1可以是具有用于放大来自光接收元件12的二值信号的放大器(未图示)的结构。此外,波形整形电路13只要是被设置在模拟电路A1和数字电路D1的连接部分,则也可以作为数字电路D1的一部分而设置。
另外,本发明的波形整形电路中所设置的反相器,其放大率根据构成自身的晶体管(未图示)的大小而变化。此外,通过该反相器的信号的波形的整形电平,根据该反相器自身具有的阈值、以及调整所输入的该信号的电平的电路(未图示的电平决定电路)而变化。即,进行了基于该反相器的波形整形后的信号的电平,通过该反相器自身具有的阈值、该反相器的放大率、以及所输入的该信号的电平而决定。
这里,例如在本实施方式的接收装置中,在模拟电路A1和数字电路D1的边界(即,例如上述连接部分)上连接(所谓的电容耦合)电容器的情况下,从模拟电路A1流入数字电路D1的信号的直流电平成为地电平。这时,进行了基于上述反相器的波形整形后的信号的电平,通过该反相器自身具有的阈值和该反相器的放大率来决定。即,从该反相器输出的信号的直流电平只根据该反相器的特性而被控制。从而,这时,能够容易控制从该反相器输出的信号的直流电平。
光接收元件12将在波形上发生了失真和/或钝化的二值信号作为光信号来接收,并将该光信号变换为电信号,并将其输出到模拟电路A1。
模拟电路A1放大来自光接收元件12的二值信号(即,以模拟方式处理该二值信号),并将其输出到波形整形电路13。
波形整形电路13对于来自模拟电路A1的二值信号进行上述的整形处理,并经由数字电路D1输出到上述电接口。
另外,本实施方式的波形整形电路与上述的图10所示的实施方式同样地,使用具有反相器I1的波形整形电路13。但是,本实施方式的波形整形电路的结构不限于此,作为波形整形电路,例如可以利用缓冲器,也可以利用比较器(comparator)。即,作为本实施方式的波形整形电路,只要是具有能够放大数字信号(即,以数字方式放大来自模拟电路A1的二值信号)的电路元件的结构,则没有特别限定。另外,这在上述的图10的波形整形电路13以及后述的图14的波形整形电路14中也是同样的。即,本实施方式的波形整形电路13以及波形整形电路14都不限于设置了一个或者多个反相器的结构,只要是设置了一个或者多个能够放大数字信号的电流元件的结构即可。
根据上述结构,光接收装置11b将占空比提高的二值信号输出到上述电接口,因此在该电接口中,该二值信号上不会发生“ISI”。
此外,根据上述结构,光接收装置11b与由存储器等保持用于进行数据通信的信号,并利用CDR、PLL等使保持的信号在时间轴方向上延长从而提高占空比的结构相比,能够减少功耗。
此外,根据上述结构,在通过上述模拟电路A1的放大器来放大二值信号时,不需要考虑该二值信号的失真。因此,能够大幅减少消耗电流,由此,能够大幅减少模拟电路A1中的功耗。
进而,根据上述结构,波形整形电路13通过上述的整形处理对二值信号进行整形,由于实施了该整形处理后的二值信号中,波形的失真被大幅减少,因此能够进行基于数字电路D1的信号处理。数字电路D1与模拟电路A1相比,通常驱动电压较低。因此,通过以数字电路D1来实现波形整形电路13的后级的电路,光接收装置11b能够进一步减少功耗。
此外,数字电路D1与模拟电路A1相比适合具有高速响应性,即数字电路D1与模拟电路A1相比适合高速驱动。另外,为了比模拟电路A1更高速地驱动数字电路D1,使数字电路D1的布线的线宽比模拟电路A1的布线的线宽细即可。
根据上述结构,能够容易进行基于上述波形整形电路13的二值信号的整形处理。
此外,本发明的接收装置具有接收模拟信号并处理接收到的信号的模拟电路A1和处理要发送到外部的数字信号的数字电路D1,模拟电路A1通过比自身能够稳定驱动的电流值还要低的电流值来驱动。
使用图13来说明该具体例子。
图13是表示上述模拟电路的驱动电流值和该模拟电路的驱动状况的关系的曲线图。
如图13的曲线图所示,在模拟电路A1中决定自身能够充分稳定驱动的电流值(相当于图13的曲线图中的“通常驱动”的电流值)。
但是,在本发明的接收装置中,通过上述“通常驱动”以下的电流值(相当于图13的曲线图中的“不稳定驱动”的电流值)来驱动模拟电路A1。由此,能够削减自身的功耗。另外,该接收装置适合用于难以通过相当于“通常驱动”的电流值来驱动模拟电路A1的设备中。
[实施方式7]
使用图14说明本发明的其他实施方式的接收装置。
图14是表示本实施方式的接收装置的结构的方框图。
图14所示的光接收装置11c是在图12所示的光接收装置11b的结构中,代替波形整形电路13而设置了波形整形电路14的结构。
波形整形电路14是具有多个反相器(反相器I1~I3)的结构。
即,波形整形电路14在上述多个反相器的每一个中进行上述的二值信号的整形处理。
从而,光接收装置11c能够更加细致地进行二值信号的整形处理。此外,能够根据具备反相器的个数、即该二值信号的整形处理的精致程度,适当设定光接收装置11c的电流规模以及设计中的自由度。
另外,在本实施方式中,波形整形电路14是具备反相器I1~I3的3个的结构,但不限于此。即,波形整形电路14也可以是具备两个反相器的结构,也可以是具备4个以上的反相器的结构。波形整形电路14能够根据上述多个反相器的个数而适当控制二值信号的放大幅度。
此外,在本实施方式中,波形整形电路14由反相器构成,但不限于此,如上述那样,只要是由能够放大数字信号的电路元件构成,则不限于这一结构。
[实施方式8]
使用图15说明本发明的其他实施方式的接收装置。
图15是表示本实施方式的接收装置的结构的方框图。
图15所示的光接收装置11d是在图12所示的光接收装置11b的结构中,代替波形整形电路13而设置了波形整形电路15的结构。
波形整形电路15是具备放大器AMP2的结构。另外,该放大器AMP2的信号放大率被设定得充分大。另外,波形整形电路15只要是被设置在模拟电路A1和数字电路D1的连接部分,则也可以作为模拟电路A1的一部分而设置。关于这一点,波形整形电路15与波形整形电路13不同。
当被输入在波形上发生着失真和/或钝化的二值信号时,放大器AMP2通过放大该二值信号,从而提高该二值信号的占空比。此外,放大器AMP2进行将二值信号的Tr和Tf设为相互相同的时间的处理。
根据上述结构,光接收装置11d是通过放大器(放大器AMP2)提高二值信号的占空比的结构。因此,光接收装置11d与由存储器等保持用于进行数据通信的信号,并利用CDR、PLL等使保持的信号在时间轴方向上延长从而提高占空比的结构相比,能够减少功耗。
另外,在本实施方式中,说明了波形整形电路15具备一个放大器的结构,但不限于此。即,波形整形电路15也可以是具备2个以上的与放大器AMP2具有大致相同的性质的放大器的结构。此外,波形整形电路15也可以是进一步具备在波形整形电路13中使用的、能够放大一个或者多个数字信号的电路元件(例如,反相器I1)的结构。
此外,在本实施方式中,也可以是作为波形整形电路15的放大器AMP2而具备LIA(Limiting Amplifier;限幅放大器)的结构。即,波形整形电路15可以是在被输入二值信号时,通过上述LIA将该二值信号的“1”的信号放大至规定的电平(对于上述电接口而言恰好的该二值信号的“1”的信号的电平)的结构。另外,在采用作为波形整形电路15的放大器AMP2而具备LIA的结构的情况下,波形整形电路15可以是仅具备一个LIA的结构,也可以是具备2个以上的LIA的结构。
此外,模拟电路A1可以通过自身能够稳定驱动的电流值以下的电流值来驱动。
[实施方式9]
使用图17以及图22说明本发明的其他实施方式的发送装置以及接收装置。
图17的(a)是表示通过本发明的发送装置将光信号发送到外部的情况、以及通过本发明的接收装置接收来自外部的光信号的情况的一例的图。
在图17的(a)所示的光发送装置1中,光接收装置11通过光波导路径(传输介质)41而被连接。
另外,光发送装置1在其前级连接了电子部件(未图示),从该电子部件被输入由“1”的信号和“0”的信号构成的二值信号(用于进行数据通信的信号)。此外,光接收装置11在其后级连接了电接口(未图示),对该电接口输出上述二值信号。
作为光波导路径41,例如可以使用以下说明的路径。使用图22说明该光波导路径41的一例。
图22的(a)中表示光波导路径41的侧面图。如该图所示,光波导路径41的结构为具有以光传输方向为轴的柱状形状的核心部分41α和围绕核心部分41α的周围的包层(clad)部分41B。核心部分41α和包层部分41B由具有透光性的材料构成,并且核心部分41α的折射率比包层部分41B的折射率要高。由此,输入到核心部分41α的光信号在核心部分41α内部重复全反射从而在光传输方向上被传输。
另外,作为构成核心部分41α和包层部分41B的材料,可以使用玻璃或塑料等,但为了构成具有充分的挠性(flexibility)的光波导路径41,优选采用丙烯类、环氧(epoxy)类、氨基甲酸酯(urethane)类、以及硅树脂(silicone)类等树脂材料。此外,包层部分41B也可以由空气等气体来构成。进而,在比核心部分41α的折射率还要小的液体氛围下使用包层部分41B,也能够得到同样的效果。
下面,使用图22的(b)说明基于光波导路径41的光传输的构造。图22的(b)示意性地表示光波导路径41中的光传输的状态。如该图所示那样,光波导路径41是由具有挠性的柱状形状的构件构成。此外,在光波导路径41的光入射侧端部上设置有光入射面41A,并且在光射出侧端部设置有光射出面41B。
从发光元件4射出的光从相对光波导路径41的光传输方向成为直角或者大致直角的方向起,被射入到光波导路径41的光入射侧端部。所入射的光通过在光入射面41A中被反射而导入光波导路径41内,并在核心部分41α内前进。在光波导路径41内前进而到达了光射出侧端部的光,通过在光射出面41B中被反射,从而被射出到相对光波导路径41的光传输方向成为直角或者大致直角的方向。所射出的光被照射到光接收元件12,并在光接收元件12中进行光电变换。
根据这样的结构,也可以采用在相对光波导路径41中的光传输方向成为直角或者大致直角的方向上配置作为光源的发光元件4的结构。从而,例如当需要在基板面上平行地配置光波导路径41时,只要在光波导路径41和基板面之间设置发光元件4以便对该基板面的法线方向射出光即可。这样的结构在安装上,比例如设置发光元件4以便对基板面平行地射出光的结构还要容易,并且,作为结构也能够设为小型。这是因为,发光元件4的一般的结构是与射出光的方向的大小相比,射出光的方向成直角的方向的大小要更大。进而,在使用同一面内具有电极和发光元件4的面向平面安装发光元件的结构时也适用。
但是,光波导路径41的结构不限于上述结构,也能够使用周知的光波导路径。
光发送装置1在二值信号中发生了失真或者钝化的状态下,将该二值信号发送到外部。另外,光发送装置1适合采用具备上述的光发送装置1a~1c中的任一个的结构,但不限于此。即,光发送装置1只要是在二值信号的Tr和Tf成为互不相同的时间的状态下,能够将该二值信号发送到外部的发送装置,则可以利用任何发送装置。
此外,光接收装置11从外部接收波形上发生了失真和/或钝化的二值信号,并进行将该二值信号的Tr和Tf设为相互相同的时间的处理。这时,在上述将Tr和Tf设为相互相同的时间的处理中,Tr和Tf对齐至其中较短一方的时间上。另外,光接收装置11适合采用具备上述的光接收装置11a~11d中的任一个的结构,但不限于此。即,光接收装置11只要是能够从外部接收Tr和Tf成为互不相同的时间的状态下的二值信号,并进行将该二值信号的Tr和Tf设为相互相同的时间的处理的接收装置,则可以利用任何接收装置。
图17的(b)是表示从上述电子部件输入到本发明的发送装置的上述二值信号的波形的图。图17的(c)是表示本发明的发送装置对外部发送的上述二值信号的波形的图。图17的(d)是表示本发明的发送装置对外部发送的上述二值信号的其他波形的图。图17的(e)是表示本发明的接收装置输出的上述二值信号的波形的图。
来自上述电子部件的二值信号(波形参照图17的(b))被输入到光发送装置1。
光发送装置1使来自上述电子部件的二值信号产生失真(波形参照图17的(c)),从而通过光波导路径41将该二值信号发送到外部。
另外,在发光装置1中产生的二值信号的波形失真可以是因上述的匹配不良等本发明的发送装置的构造性特征而产生的,也可以是由于通过光发送装置1进行了使该二值信号的波形钝化的处理的结果而产生的。
此外,光发送装置1也可以将二值信号在发生了钝化的状态(波形参照图17的(d))下通过光波导路径41发送到外部。另外,在发光装置1中产生的二值信号的波形钝化可以是因上述的匹配不良等本发明的发送装置的构造性特征而产生的,也可以是由于通过光发送装置1进行了使该二值信号的波形钝化的处理的结果而产生的。
在光发送装置1中不需要减少二值信号的波形的失真和/或钝化。因此,在光发送装置1中不需要插入用于减少该失真和/或钝化的电路,因而能够抑制功耗。此外,在光发送装置1中不需要实施严密的设计以及制造,因此能够确保设计中的自由度,并且还能够抑制制造成本的增大。
光接收装置11从外部(即,光波导路径41)接收发生了失真和/或钝化的二值信号。并且,光接收装置11进行将该二值信号的Tr和Tf设为相互相同的时间的(波形参照图17的(e))处理,并将该二值信号输出到上述电接口。
根据上述结构,光接收装置11与由存储器等保持用于进行数据通信的信号,并利用CDR、PLL等使保持的信号在时间轴方向上延长从而提高占空比的结构相比,能够减少功耗。
另外,在本实施方式中,利用光波导路径作为传输介质,但不限于此。即,在本实施方式中,也可以是利用光纤作为传输介质的结构。
此外,在本实施方式中,发送装置以及接收装置是相互通过传输介质而连接,并且经由该传输介质传输二值信号的结构,但不限于此。
即,本发明的发送装置可以作为具备该发送装置(或者,该发送装置以及上述传输介质)的光发送用设备(后述的光发送模块)来使用,本发明的接收装置可以作为具备该接收装置(或者,该接收装置以及上述传输介质)的光接收用设备(后述的光接收模块)来使用。
进而,如图17的(f)所示那样,本发明的发送装置以及接收装置也可以作为一并具有光发送装置1和光接收装置11并且能够进行二值信号的发送以及接收的发送接收装置51来使用。
[实施方式10]
使用图18说明具备在上述的实施方式中说明的本发明的发送装置和/或接收装置的光传输模块。
图18的(a)~图18的(g)都是表示本发明的光传输模块的概略结构的图。
图18的(a)所示的光传输模块100a的结构为,作为光发送装置1,具备激光器驱动电路3和发光元件4。另外,图18的(b)所示的光传输模块100a可以是还具备CPU(central processing unit)的光传输模块100b(参照图18的(b))。此外,图18的(b)所示的光传输模块100b也可以是还具备将电信号从并行(parallel)信号变换为串行信号的并串行转换器SER的光传输模块100c(参照图18的(c))。另外,光传输模块100c也可以具有时钟嵌入(clock embedded)功能。
另外,图18的(a)~图18的(c)所示的光传输模块100a~100c也可以是进一步对光发送装置1连接了传输介质(光波导路径41、光纤等)的结构。
此外,在光传输模块100a~100c中,光发送装置1适合采用具备上述的光发送装置1a~1c中的任一个的结构。
光传输模块100a~100c是将光信号发送到外部的光发送模块。
此外,图18的(d)所示的光传输模块100d的结构为,作为光接收装置11,具备光接收元件12和模拟电路A1。模拟电路A1可以具备放大器(未图示)。另外,图18的(d)所示的光传输模块100d也可以是还具备CPU的光传输模块100e(参照图18的(e))。此外,图18的(e)所示的光传输模块100e也可以是还具备将电信号从串行信号变换为并行信号的解并串行转换器(deserializer)DES的光传输模块100f(参照图18的(f))。另外,光传输模块100e也可以具有时钟恢复(clock recovery)功能。
另外,图18的(d)~图18的(f)所示的光传输模块100d~100f也可以是进一步对光接收装置11连接了上述传输介质的结构。
此外,在光传输模块100d~100f中,光接收装置11适合采用具备上述的光接收装置11a~11d中的任一个的结构。
光传输模块100d~100f是从外部接收光信号的光接收模块。
此外,在上述光接收模块中,作为光接收装置11的模拟电路A1的放大器,可以单独设置LIA和TIA(Trance Impedance Amplifier),也可以设置一个或者多个具有与LIA以及TIA大致相同的功能的放大器。
此外,在上述光接收模块中,也可以是在光接收装置11的放大器的后级以后,设置CDR的结构。此外,在上述光接收模块中,也可以是在光接收装置11的放大器的后级以后,设置液晶驱动电路等的结构。
并且,本发明的光传输模块也可以是在光发送装置1或者光接收装置11中内置了上述传输介质的光传输模块。
此外,本发明的光传输模块也可以是通过光波导路径41(或者光纤)连接了光发送装置1和光接收装置11的光传输模块100g(参照图18的(g))。另外这时,作为光发送装置1以及光接收装置11,也可以通过组合上述的任一个光发送装置1和任一个光接收装置11而实现。
根据上述结构,能够实现可减少功耗的光传输模块。
[实施方式11]
利用图19以及图20说明具备在上述的实施方式中说明了的本发明的光传输模块的电子设备。
图19的(a)是通过本发明的光传输模块进行数据通信的移动电话的概略图。此外,图19的(b)是通过本发明的光传输模块进行数据通信的移动电话的内部电路的立体图。
图19的(a)所示的移动电话130通过光传输模块100连接信号处理电路基板131和具有显示单元的液晶驱动器电路基板132。另外,具体地说,如图19的(b)所示那样,其结构为连接光发送装置1和信号处理电路基板131,连接光接收装置11和液晶驱动器电路基板132,进而通过光波导路径41(或者光纤)连接光发送装置1和光接收装置11。
由此,可进行移动电话130中的、信号处理电路基板131和液晶驱动器电路基板132之间的数据通信。即,例如,能够将信号处理电路基板131侧存储的信息显示到液晶驱动器电路基板132侧所具有的显示单元中。
此外,图19的(c)是通过上述光传输模块进行数据通信的打印机的概略图。此外,图19的(b)是通过上述光传输模块进行数据通信的打印机的内部电路的方框图。
图19的(c)所示的打印机140通过光传输模块100连接打印机头141和打印机主体侧的基板143(参照图19的(d))。具体地说,如图19的(d)所示那样,其结构为连接光发送装置1和打印机主体侧的基板143,连接光接收装置11和打印机头141,进而通过光波导路径41连接光发送装置1和光接收装置11。
从而,能够进行打印机140中的、打印机头141和打印机主体侧的基板143之间的数据通信。即,例如在图19的(c)中,将打印机主体侧的基板143(参照图19的(d))侧存储的有关字符或图像的信息发送到打印机头141。然后,接收到上述信息的打印机头141从该信息读出上述字符或图像。从而,打印机头141能够在用纸142中印刷上述字符或图像。
图20是表示将上述光传输模块应用到硬盘记录再现装置中的例子的图。
如图20所示那样,硬盘记录再现装置160包括盘(硬盘)161、头(读取、写入用头)162、基板导入单元163、驱动单元(驱动电机)164、以及光传输模块100。
驱动单元164沿着盘161的半径方向驱动头162。头162读取盘161上记录的信息,并且在盘161上写入信息。另外,头162经由光传输模块100与基板导入单元163连接,将从盘161读取的信息作为光信号传播到基板导入单元163,并且接受从基板导入单元163传播的、要写入盘161的信息的光信号。
这样,通过对硬盘记录再现装置160中的头162等的驱动单元应用光传输模块100,能够实现可进行高速、大容量通信的电子设备。
除此之外,本发明的光传输模块还可以应用到折叠式PHS(PersonalHandy phone System;个人便携电话系统)、折叠式PDA(Personal DigitalAssistant;个人数字助理)、折叠式笔记本电脑等折叠式的电子设备的铰链(hinge)部分等。通过将本发明的光传输模块应用到这些折叠式电子设备中,能够在有限的空间内实现高速、大容量的通信。从而,本发明的光传输模块尤其适合例如折叠式液晶显示装置等的、需要高速、大容量的数据通信并且要求小型化的设备。
本发明不限于上述的实施方式,可在权利要求的范围内进行各种变更。即,在权利要求的范围内通过组合适当变更了的技术部件而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
工业上的可利用性
本发明适合利用在发送用于进行多个电子部件之间的数据通信的信号的发送装置、接收该信号的接收装置等中。
Claims (20)
1.一种发送装置,发送具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,该发送装置的特征在于,
上述二值信号中,下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长。
2.一种发送装置,其包括:
发光元件,将电信号变换为光信号而发送;以及
驱动部件,通过对上述发光元件提供上述电信号,从而使该发光元件输出上述光信号,驱动该发光元件,
该发送装置的特征在于,
上述驱动部件提供给上述发光元件的电信号是,具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号中的、下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形的波形变形信号。
3.如权利要求2所述的发送装置,其特征在于,
上述波形变形信号中,上述高电平的信号的期间短。
4.如权利要求2或3所述的发送装置,其特征在于,还包括:
波形变形部件,将上述二值信号变形为上述波形变形信号后提供给上述驱动部件。
5.如权利要求2或3所述的发送装置,其特征在于,
上述驱动部件包括:
波形变形部件,将上述二值信号变形为上述波形变形信号后提供给上述发光元件。
6.如权利要求5所述的发送装置,其特征在于,
上述驱动部件是包含电流镜电路的电路,
在连接了上述发光元件和上述电流镜电路的晶体管的结构中被施加电源电压。
7.如权利要求6所述的发送装置,其特征在于,
上述晶体管具有使上述高电平的信号的期间变短的阈值。
8.一种接收装置,其包括用于接收信号并对接收到的信号的波形进行整形的波形整形部件,该接收装置的特征在于,
上述接收到的信号是具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,
上述波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
9.如权利要求8所述的接收装置,其特征在于,还包括:
光接收元件,作为光信号接收上述信号,并将该信号从光信号变换为电信号后发送到上述波形整形部件。
10.如权利要求9所述的接收装置,其特征在于,
通过将上述阈值电平设定得低而进行上述整形。
11.如权利要求8~10的任意一项所述的接收装置,其特征在于,
具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,
上述波形整形部件被设置在上述数字电路中与上述模拟电路连接的连接部分。
12.如权利要求11所述的接收装置,其特征在于,
上述数字电路比上述模拟电路具有高速响应性。
13.一种接收装置,其特征在于,
具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,
上述数字电路在与上述模拟电路连接的连接部分具有用于对来自上述模拟电路的信号的波形进行整形的波形整形部件。
14.如权利要求8~13的任意一项所述的接收装置,其特征在于,
上述波形整形部件是一个或多个反相器。
15.如权利要求8~10的任意一项所述的接收装置,其特征在于,
具有处理接收到的模拟信号的模拟电路和处理应发送的数字信号的数字电路,
上述波形整形部件是上述模拟电路中的一个或者多个放大器。
16.一种发送接收装置,其特征在于,包括:
发送装置,发送二值信号,该二值信号具有高电平的信号和低电平的信号,并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长;以及
接收装置,包括波形整形部件,该波形整形部件接收具有高电平的信号和低电平的信号并且下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的信号,并对接收到的信号的波形进行整形,
上述接收装置的波形整形部件对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
17.一种发送控制方法,用于发送具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的发送装置,该发送控制方法的特征在于,
上述发送装置以下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的波形的形式发送上述二值信号。
18.一种接收控制方法,用于接收具有高电平的信号和低电平的信号的二值信号的接收装置,该接收控制方法的特征在于,
上述接收装置以下降沿所需的时间比上升沿所需的时间长的状态来接收上述二值信号,
对上述接收到的信号的电平和阈值电平进行比较,并基于比较结果生成具有高电平和低电平的二值信号,从而对该接收到的信号的波形进行整形。
19.一种光传输模块,其特征在于,包括:
权利要求1~7的任意一项所述的发送装置;
权利要求8~15的任意一项所述的接收装置;以及
传输介质,从上述发送装置对上述接收装置传输上述二值信号。
20.一种电子设备,通过权利要求19所述的光传输模块进行数据传输。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106464367A (zh) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 波音公司 | 使用位于远程的照明阵列的照明和数据通信系统 |
CN109792418A (zh) * | 2017-09-10 | 2019-05-21 | 福井诚司 | 高速通信方法及高速通信系统 |
WO2023168586A1 (zh) * | 2022-03-08 | 2023-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板的驱动方法及显示装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8744367B2 (en) | 2010-08-31 | 2014-06-03 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Tail optimization protocol for cellular radio resource allocation |
US9220066B2 (en) * | 2011-06-20 | 2015-12-22 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Bundling data transfers and employing tail optimization protocol to manage cellular radio resource utilization |
KR102433875B1 (ko) * | 2018-03-23 | 2022-08-19 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제어 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6074825A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-27 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
JPS63100848A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
US5371755A (en) * | 1992-05-22 | 1994-12-06 | Hitachi, Ltd. | Optical transmission module |
JPH0750638A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Hitachi Ltd | 光インタコネクト送信回路及び光インタコネクト送信装置 |
JP2001358661A (ja) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Fujitsu Ltd | 光送信回路 |
US7020399B1 (en) * | 1998-03-20 | 2006-03-28 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and method which adjust rise and fall time of signal light to be transmitted |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0213623B1 (en) * | 1985-09-02 | 1996-01-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical disc recording and reproducing apparatus |
JP3742302B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2006-02-01 | 株式会社小糸製作所 | 放電灯点灯回路 |
JP3681121B2 (ja) * | 2001-06-15 | 2005-08-10 | キヤノン株式会社 | 駆動回路及び表示装置 |
JP2003091932A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Teac Corp | 信号処理回路 |
US7130366B2 (en) * | 2002-04-05 | 2006-10-31 | Scintera Networks, Inc. | Compensation circuit and method for reducing intersymbol interference products caused by signal transmission via dispersive media |
US20060182449A1 (en) | 2005-02-16 | 2006-08-17 | John Iannelli | Optical transmitter with integrated amplifier and pre-distortion circuit |
US7301362B2 (en) * | 2005-03-14 | 2007-11-27 | California Institute Of Technology | Duplicated double checking production rule set for fault-tolerant electronics |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6074825A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-27 | Fujitsu Ltd | 光伝送装置 |
JPS63100848A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
US5371755A (en) * | 1992-05-22 | 1994-12-06 | Hitachi, Ltd. | Optical transmission module |
JPH0750638A (ja) * | 1993-08-04 | 1995-02-21 | Hitachi Ltd | 光インタコネクト送信回路及び光インタコネクト送信装置 |
US7020399B1 (en) * | 1998-03-20 | 2006-03-28 | Fujitsu Limited | Optical transmission apparatus and method which adjust rise and fall time of signal light to be transmitted |
JP2001358661A (ja) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Fujitsu Ltd | 光送信回路 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106464367A (zh) * | 2014-05-20 | 2017-02-22 | 波音公司 | 使用位于远程的照明阵列的照明和数据通信系统 |
CN109792418A (zh) * | 2017-09-10 | 2019-05-21 | 福井诚司 | 高速通信方法及高速通信系统 |
WO2023168586A1 (zh) * | 2022-03-08 | 2023-09-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板的驱动方法及显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20110135311A1 (en) | 2011-06-09 |
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