KR20080087884A

KR20080087884A - 발광 소자 회로, 광전송 시스템, 광전송 모듈, 전자 기기

Info

Publication number: KR20080087884A
Application number: KR1020087019615A
Authority: KR
Inventors: 아키라 에나미; 토시아키 오쿠노; 아키히코 사노; 요시히사 이시다; 준이치로 야마다; 나루 야스다; 하야미 호소카와
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-10-01
Also published as: CN101405969A; JP4899617B2; WO2007125983A1; JP2007300429A; KR101023300B1; US20100172654A1

Abstract

발광 소자(4)와, 해당 발광 소자(4)에 전류를 공급하는 구동 회로(3)와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로(11)를 구비하고, 상기 전류는, 상기 신호에 의해, 발광 소자(4)의 온도 특성에 대응하도록 조정된다.

광전송 모듈, 발광 소자

Description

발광 소자 회로, 광전송 시스템, 광전송 모듈, 전자 기기{LIGHT EMITTING ELEMENT CIRCUIT, LIGHT TRANSMITTING SYSTEM, LIGHT TRANSMITTING MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 광전송 모듈 등에 이용되는 발광 소자의 출력 제어에 관한 것이다.

광전송 모듈 등에는, 레이저 다이오드(LD) 등의 반도체 발광 소자가 사용된다. 반도체 발광 소자는 전기 신호를 광신호로 변환하고, 광파이버 등에 출력한다. 이 반도체 발광 소자는 일반적으로 온도 특성을 갖는다. 예를 들면, 레이저 다이오드의 구동 전류-출력 특성(I-P 특성)에는 온도 의존성이 있고, 임계치 전류나 I-P 특성의 기울기(SE)는 온도에 의해 변화한다. 따라서 레이저 다이오드의 광출력을 일정하게 제어하기 위해서는, 온도에 따라 구동 전류를 조정할 필요가 있다.

특허 문헌 1에는, 레이저 다이오드의 광출력을 제어하기 위한 구성이 개시되어 있다. 즉, 특허 문헌 1 기재의 광송신기는, 레이저 다이오드와, 레이저 다이오드를 구동하는 구동 회로와, 모니터 포토 다이오드(PD), 연산 처리 회로, 기억부, 및 광출력 모니터 신호 생성부를 포함하는 피드백 회로와, 온도 센서를 구비한다. 또한, 기억부는 레이저 다이오드 및 구동 회로 및 모니터 PD에 관한 온도 특성 정 보를 격납하고, 광출력 모니터 신호 생성부는, 모니터 PD로부터의 출력 신호에 의거하여 광출력 모니터 신호를 생성한다.

이 광송신기에서는, 피드백 회로에서, 연산 처리부가, 광출력 모니터 신호 생성부로부터의 광출력 모니터 신호 및 온도 센서로부터의 온도 모니터 신호를 받아서 기억부 내의 온도 특성 정보를 판독하고, 구동 전류(변조 전류(Imod) 및 임계치 전류(Ith))의 각 값을 제어한 제어 신호를 생성한다. 그리고, 이 제어 신호를 받은 구동 회로에서, 레이저 다이오드의 광출력이 일정(목표치)하게 되도록 구동 전류가 조정된다.

특허 문헌 1 : WO2002/069464(2002년 9월 6일 공개)

그러나, 상기 구성에서는, 모니터 포토 다이오드(PD), 연산 처리 회로, 기억부, 및 광출력 모니터 신호 생성부를 포함하는 피드백 회로가 필요하기 때문에, 광송신기가 대형화하여 버린다. 더하여, 이 피드백 회로에서의 소비 전력도 문제가 된다. 이들의 문제는, 소형·저소비 전력이 요구되는 모바일 장치(예를 들면, 휴대 전화)용의 데이터 전송 모듈에서 보다 현저한 것으로 된다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 소형이며 저소비 전력의 광전송 모듈을 제공하는 점에 있다.

본 발명의 발광 소자 회로는, 상기 목적을 달성하기 위해, 발광 소자와, 해당 발광 소자에 전류를 공급하는 구동 회로와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로를 구비하고, 상기 신호는, 상기 전류를, 상기 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 구성에 의하면, 상기 신호에 의해 발광 소자에 공급하는 전류를 발광 소자의 온도 특성에 적응한 값으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진 부분을 줄이고, 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한, 본 신호 회로는 자율적으로 상기 신호를 출력하기 때문에, 피드백 회로나 연산 처리 회로 또는 기억 회로가 불필요하게 되고, 더한층의 저소비 전력화와 모듈의 소형화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 광전송 모듈의 송신부의 구성을 도시하는 블록도.

도 2는 상기 송신부의 한 구체예를 도시하는 블록도.

도 3은 제 1의 신호 생성 회로의 한 구체예를 도시하는 회로도.

도 4는 제 2의 신호 생성 회로의 한 구체예를 도시하는 회로도.

도 5는 제 1의 신호 생성 회로에 마련되는 회로 소자(저항)의 온도 특성을 도시하는 표.

도 6은 제 1의 신호 생성 회로에 마련되는 회로 소자(저항)의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 7은 제 2의 신호 생성 회로에서의 컬렉터 전류의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 8은 제 2의 신호 생성 회로에서의 이미터-컬렉터 전압의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 9는 구동 회로의 한 구체예를 도시하는 회로도.

도 10은 발광 소자에 공급되는 변조 전류(Imod)의 진폭의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 11은 발광 소자에 공급되는 변조 전류(Ibias)의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 12의 (a) (b)는 본 실시의 형태에서의 변조 전류(Imod) 및 바이어스 전류(Ibias)의 온도 특성을 설명하는 그래프.

도 13은 본 광전송 모듈의 구성을 도시하는 모식도.

도 14는 발광 소자(VCSEL)의 전류-출력 특성의 온도 의존성을 도시하는 그래프.

도 15는 발광 소자(VCSEL)의 임계치 전류의 온도 특성을 도시하는 그래프.

도 16은 발광 소자(VCSEL)의 SE(전류-출력 특성의 기울기)의 온도 의존성을 도시하는 그래프.

도 17은 본 광전송 모듈의 송신부의 변형예를 도시하는 블록도.

도 18은 상기 송신부의 다른 변형예를 도시하는 블록도.

도 19는 상기 송신부의 다른 변형예를 도시하는 블록도.

도 20은 상기 송신부의 다른 변형예를 도시하는 블록도.

도 21은 VCSEL의 공진기 길이를 설명하는 모식도.

도 22의 (a)는 본 실시 형태에 관한 광전송 모듈을 구비한 인쇄 장치의 외관을 도시하는 사시도, (b)는 (a)에 도시한 인쇄 장치의 주요부를 도시하는 블록도, (c) 및 (d)는 인쇄 장치에서 프린터 헤드가 이동(구동)한 경우의, 광전송로(광도파 로)의 만곡 상태를 도시하는 사시도.

도 23의 (a)는 본 광전송 모듈을 구비한 절첩식 휴대 전화의 외관을 도시하는 사시도, (b)는 (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화에서의, 본 광전송 모듈이 적용되고 있는 부분의 블록도, (c)는 (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화에서의, 힌지부의 투시 평면도.

도 24는 본 광전송 모듈을 구비한 하드 디스크 기록 재생 장치의 외관을 도시하는 사시도.

본 실시의 형태를 도 1 내지 도 20에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 도 13은 본 발명의 광전송 모듈의 일 구성예를 도시하는 블록도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 광전송 모듈(1)은, 송신부(2), 광도파로(8), 및 수신부(5)를 구비한다. 송신부(2)는, 예를 들면 VCSEL을 이용한 (송신용의) 발광 소자(4)와, 출력 조정 회로(11)(신호 회로)와, 드라이버 회로(3)(구동 회로)를 구비한다. 또한, 수신부(5)는, PD 등의 (수신용의) 수광 소자(6)와, 앰프 회로(7)를 구비한다.

출력 조정 회로(11)와 드라이버 회로(3)는 전원(Vcc)에 접속하고 있다. 또한, 광도파로(광전송로)(8)는, 예를 들면 폴리머 도파로이고, 플렉시블성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 광전송 모듈(1)은, 예를 들면, 휴대 전화의 CPU 기판 및 LCD 기판 사이의 데이터 전송용에 알맞게 이용된다.

도 1은, 송신부의 한 구체예를 도시하는 블록도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 송신부(2)에서는, 드라이버 회로(3)에, CPU 등으로부터 보내지는 변조 신 호(Ms-·Ms+)와, 출력 조정 회로(11)로부터 출력된 신호가 입력된다. 여기서, 출력 조정 회로(11)는, 외부(발광 소자로부터의 피드백 회로나 연산 처리 회로 등)의 제어를 받는 일 없이 자율적으로, 주위의 온도에 따른 신호를 출력한다. 드라이버 회로(3)는, 변조 전류(Imod)와 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이들의 총합을 구동 전류(Id)로서 발광 소자(4)에 공급한다.

도 2는, 상기한 송신부를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 출력 조정 회로(11)는, 제 1의 신호 생성 회로와, 제 2의 신호 생성 회로를 구비하고, 드라이버 회로(3)는, 변조 전류 공급 회로(3a)와, 바이어스 전류 공급 회로(3b)를 구비한다.

제 1의 신호 생성 회로(11a)는 온도에 따른 제 1의 신호(MCAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3a)는, 이 제 1의 신호(MCAS)를 받아서 온도에 따른 변조 전류(Imod)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 1의 신호(MCAS)는, 변조 전류 공급 회로(3a)가 생성하는 변조 전류(Imod)를 직접 조정한다.

또한, 제 2의 신호 생성 회로(11b)는 온도에 따른 제 2의 신호(BCAS)를 자율적으로 출력하고, 바이어스 전류 공급 회로(3b)는, 이 제 2의 신호(BCAS)를 받아서 온도에 따른 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 2의 신호(BCAS)는, 변조 전류 공급 회로(3b)가 생성하는 변조 전류(Ibias)를 직접 조정한다.

도 9는, 변조 전류 공급 회로 및 바이어스 전류 공급 회로로 이루어지는 드 라이버 회로의 한 구체예이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 변조 전류 공급 회로(3a)는, 저항(R20 내지 R24)과 NPN형의 바이폴러 트랜지스터(TR30 내지 32)를 구비한다. 트랜지스터(TR30)는, 그 컬렉터가 저항(R20)을 통하여 Vcc에 접속되고, 그 이미터가 저항(R22)을 통하여 트랜지스터(TR32)의 컬렉터에 접속된다. 이 트랜지스터(TR30)의 베이스에는 변조 신호(Ms+)가 주어진다. 또한, 트랜지스터(TR31)는, 그 컬렉터가 저항(R21)을 통하여 Vcc에 접속되고, 그 이미터가 저항(R23)을 통하여 트랜지스터(TR32)의 컬렉터에 접속된다. 이 트랜지스터(TR31)의 베이스에는 변조 신호(Ms-)가 주어진다. 또한, 트랜지스터(TR32)의 이미터에는 저항(R24)을 통하여 GND가 접속되고, 트랜지스터(TR32)의 베이스에는 제 1의 신호(MCAS)가 주어진다. 상기 구성에 의하면, 트랜지스터(TR30 및 TR31)가 변조 신호를 전류 변환하고, 이 전류를, 트랜지스터(TR32)가 제 1의 신호(MCAS)에 의거하여 증폭한다. 이로써, 트랜지스터(R30)의 컬렉터 및 저항(R20) 사이의 노드 또는 트랜지스터(R31)의 컬렉터 및 저항(R21) 사이의 노드로부터 변조 전류(Imod)가 취출된다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 바이어스 전류 공급 회로(3b)는, 저항(R25·R26)과 NPN형의 바이폴러 트랜지스터(TR33)를 구비한다. 트랜지스터(TR33)는, 그 컬렉터가 저항(R25)을 통하여 Vcc에 접속되고, 그 이미터가 저항(R26)을 통하여 GND가 접속된다. 트랜지스터(TR33)의 베이스에는 제 2의 신호(BCAS)가 주어진다. 상기 구성에 의하면, Vcc로부터의 전류를, 트랜지스터(TR33)가 제 2의 신호(BCAS)에 의거하여 증폭한다. 이로써, 저항(R25) 및 트랜지스터(R33)의 컬렉터 사이의 노드로부터 바이어스 전류(Ibias)가 취출된다.

본 실시의 형태에서는, 온도에 따른 제 1의 신호(MCAS)가, 변조 전류(Imod)를, 송신용 발광 소자(4)의 온도 특성에 대응하도록 자동 제어(조정)하고, 온도에 따른 제 2의 신호(BCAS)가, 바이어스 전류(Ibias)를, 송신용 발광 소자(4)의 온도 특성에 대응하도록 자동 제어(조정)한다.

즉, VCSEL을 이용한 발광 소자(4)는 온도 특성을 갖고 있고, 그 임계치 전류(Ith)는, 온도에 대해, -30(℃) 부근에 축을 갖는 아래로 볼록한 2차 곡선에 따라 변화하고(도 14·도 15 참조), 그 전류-출력(I-P) 특성의 기울기(SE)는, 온도에 대해 리니어로 감소한다(도 14·도 16 참조). 이와 같은 발광 소자(4)의 온도 특성에 대응하도록, 본 실시의 형태에서는, 변조 전류(Imod)의 진폭이, 온도에 대해 리니어로 증가하는 온도 특성을 가지며(도 10 참조), 바이어스 전류(Ibias)가, 온도에 대해 -30℃ 부근을 축으로 한 아래로 볼록한 2차 곡선에 따라 변화하는(즉, 실 사용 온도 범위에서 체증(遞增)한다) 온도 특성을 갖고 있다(도 11 참조). 예를 들면, 0<T2<T3인의 경우, 도 12의 (a) (b)에 도시하는 바와 같이, T3에서의 변조 전류(Imod)의 진폭은 T2에서의 변조 전류(Imod)의 진폭보다 크고, T3에서의 바이어스 전류(Ibias)도 T2에서의 바이어스 전류(Ibias)보다 커지고 있다.

여기서, 제 1의 신호 생성 회로(11a)는, 변조 전류(Imod)를 상기한 온도 특성을 갖도록 직접 조정할 수 있는 제 1의 신호(MCAS)를 자율적으로 출력한다. 이 때문에, 제 1의 신호 생성 회로(11a)는, 예를 들면 도 3과 같이 구성된다. 즉, 제 1의 신호 생성 회로(11a)는, 전원(Vcc)과 GND 사이에 저항(Rnicr 및 Rcu)이 직렬로 접속된 구성이고, 저항(Rnicr 및 Rcu) 사이의 노드로부터, 출력(Vout)으로서 제 1의 신호(MCAS)가 취출된다. 이 저항(Rnicr 및 Rcu)은 온도 특성을 갖고, 각 저항(Rcu·Rnicr)의 저항치는 온도에 의해 도 5와 같이 변화하고, 이로써, Vout(제 1의 신호(MCAS))는, 온도에 대해 직선적(단조롭게)으로 증가한다(도 6 참조).

한편, 제 2의 신호 생성 회로(11b)는, 바이어스 전류(Ibias)를 상기한 온도 특성을 갖도록 직접 조정할 수 있는 제 2의 신호(BCAS)를 자율적으로 출력한다. 이 때문에, 제 2의 신호 생성 회로(11b)는, 예를 들면 도 4와 같이 구성된다. 즉, 제 2의 신호 생성 회로(11b)는, 트랜지스터(Tr), 저항(Rc), 저항(Re), 저항(R1 내지 R2), 및 오페앰프(AMP)를 구비한다. 트랜지스터(Tr)는, 그 컬렉터가 저항(Rc)을 통하여 노드(n1)에 접속되고, 그 이미터가 저항(Re)을 통하여 노드(n3)에 접속되고, 그 베이스가 노드(n2)에 접속되어 있다. 노드(n1)는 Vcc에 접속되고, 노드(n1·n2) 사이에는 저항(R1)이 배치되고, 노드(n2·n3) 사이에는 저항(R2)이 배치된다. 또한, 노드(n1) 및 트랜지스터(Tr)의 이미터가, 부귀환이 된 오페앰프의 각 입력에 접속되고, 오페앰프의 출력(Vout)으로서 제 2의 신호(BCAS)가 취출된다. 또한, 노드(n3) 및 트랜지스터(Tr)의 컬렉터를, 부귀환이 된 오페앰프의 각 입력에 접속하여도 좋다.

여기서, 저항(Rc), 저항(Re), 저항(R1 내지 R2)의 각 저항치는, 온도에 의하지 않고 도 4와 같지만, 트랜지스터(Tr)는 온도 특성을 갖고 있고, 저항(Rc)을 흐르는 전류(Ic)는 온도에 의해 도 7과 같이 변화한다. 이로써, Vout(제 2의 신호(BCAS))는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 온도에 대해, -30℃ 부근을 축으로 한 아래로 볼록한 2차 곡선에 따라 변화한다(즉, 실사용 온도 범위에서는 체증한다).

이상과 같이, 본 광전송 모듈(1)의 송신부(2)에 의하면, 바이어스 전류(Ibias) 및 변조 전류(Imod)를 발광 소자(4)의 온도 특성에 적응한 것으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진분이 감소하고, 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한, PD를 포함하는 피드백 회로나 연산 처리 회로 또는 기억 회로가 불필요하기 때문에, 더한층의 저소비 전력화와 모듈의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 광전송 모듈(1)의 송신부(2)를 도 17과 같이 구성할 수도 있다. 즉, 바이어스 전류에 관해서는 피드백 조정을 행한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 송신부(2)는, 출력 조정 회로(11)와, 드라이버 회로(3)와, 피드백 회로(40)를 구비한다. 출력 조정 회로(11)는 제 1의 신호 생성 회로(11a)를 구비하고, 드라이버 회로(3)는 변조 전류 공급 회로(3a)와 바이어스 전류 공급 회로(3c)를 구비한다. 제 1의 신호 생성 회로(11a)는 온도에 따른 제 1의 신호(MCAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3a)는, 이 제 1의 신호(MCAS)를 받아서 온도에 따른 변조 전류(Imod)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 바이어스 전류 공급 회로(3c)는, 피드백 회로(40)로부터의 신호를 받아서 발광 소자(40)의 출력에 따른 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 1의 신호(MCAS)는, 변조 전류(Imod)를 직접 조정한다.

또한, 본 광전송 모듈(1)의 송신부(2)를 도 18과 같이 구성할 수도 있다. 즉, 출력 조정 회로(11)에 온도 센서(도시 생략)를 마련한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 출력 조정 회로(11)는, 온도 센서를 갖는 제 1의 신호 생성 회로(11x) 와, 온도 센서를 갖는 제 2의 신호 생성 회로(11y)를 구비하고, 드라이버 회로(3)는, 변조 전류 공급 회로(3d)와, 바이어스 전류 공급 회로(3e)를 구비한다. 제 1의 신호 생성 회로(11x)는 온도에 따라 제 1의 신호(MTAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3d)는, 이 제 1의 신호(MTAS)를 받아서 온도에 따른 변조 전류(Imod)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 1의 신호(MTAS)는, 변조 전류(Imod)를 직접 조정한다. 제 2의 신호 생성 회로(11y)는 온도에 따라 제 2의 신호(BTAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3e)는, 이 제 2의 신호(BTAS)를 받아서 온도에 따른 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 2의 신호(BTAS)는, 바이어스 전류(Ibias)를 직접 조정한다.

또한, 본 광전송 모듈(1)의 송신부(2)를 도 19와 같이 구성할 수도 있다. 즉, 출력 조정 회로(11)로부터 출력되는 신호를 공통으로 한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 출력 조정 회로(11)는, 신호 생성 회로(11z)를 구비하고, 드라이버 회로(3)는, 변조 전류 공급 회로(3f)와, 바이어스 전류 공급 회로(3g)를 구비한다. 신호 생성 회로(11z)는 온도에 따라 (공통의) 신호(CAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3f)는, 이 신호(CAS)를 받아서 온도에 따른 변조 전류(Imod)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 또한, 변조 전류 공급 회로(3e)도, 상기 (공통) 신호(CAS)를 받아서 온도에 따른 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 신호(CAS)는, 변조 전류(Imod) 및 바이어스 전류(Ibias)를 직접 조정한다.

또한, 본 광전송 모듈(1)의 송신부(2)를 도 20과 같이 구성할 수도 있다. 즉, 발광 소자(4)뿐만 아니라 수신부의 수광 소자의 온도 특성(예를 들면, 포토 다이오드의 변환 효율의 온도 특성)도 고려하여 출력 조정 회로(11)를 구성한다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 출력 조정 회로(11)는, 제 1의 신호 생성 회로(11P)와, 제 2의 신호 생성 회로(11Q)를 구비하고, 드라이버 회로(3)는, 변조 전류 공급 회로(3a)와, 바이어스 전류 공급 회로(3b)를 구비한다. 제 1의 신호 생성 회로(11P)는, 온도에 따라, 수광 소자의 온도 특성도 고려한 제 1의 신호(MGAS)를 자율적으로 출력하고, 변조 전류 공급 회로(3a)는, 이 제 1의 신호(MGAS)를 받아서 온도에 따른 변조 전류(Imod)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 1의 신호(MGAS)는, 변조 전류(Imod)를 직접 조정한다.

제 2의 신호 생성 회로(11Q)는, 온도에 따라, 수광 소자의 온도 특성도 고려한 제 2의 신호(BGAS)를 자율적으로 출력하고, 바이어스 전류 공급 회로(3b)는, 이 제 2의 신호(BGAS)를 받아서 온도에 따른 바이어스 전류(Ibias)를 생성하고, 이것을 발광 소자(4)에 공급한다. 즉, 제 2의 신호(BGAS)는, 바이어스 전류(Ibias)를 직접 조정한다.

이렇게 하면, 변조 전류(Imod) 및 바이어스 전류(Ibias)는, 수광 소자의 온도 특성도 고려된 것으로 할 수 있고, 광전송 모듈의 더한층의 전력 절약화가 실현될 수 있다.

또한, 발광 소자(4)에 이용하는 VCSEL은, 임계치 전류가 온도에 대해 직선적으로 증가하도록 공진기 길이(공진기 길이 = 유효 p-DBR 길이 + 활성층의 두께 + 유효 n-DBR 길이, 도 21 참조)를 설정하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 송신부(2)를 구성하는 경우에, 발광 소자(4)와 출력 조정 회로(11)를 가능한 한 접근시켜 두는 것이 바람직하다. 예를 들면, 양자의 간격을 10㎜ 이내로 한다. 또한, 송신부의 발광 소자에는, 레이저 다이오드(LD), 유기 EL 또는 LED 등을 이용하여도 상관없다.

본 광전송 모듈은, 이하와 같이 다양한 전자 기기에 응용 가능하다.

우선, 제 1의 응용예로서, 절첩식(折疊式) 휴대 전화, 절첩식 PHS(Personal Handyphone System), 절첩식 PDA(Personal Digital Assistant), 절첩식 노트 퍼스널 컴퓨터 등의 절첩식의 전자 기기에서의 힌지부에 이용할 수 있다. 이 경우, 광전송 모듈의 광도파로(광전송로)에 플렉시블성을 갖게 하는 것이 바람직하다.

도 23의 (a) 내지 (c)는, 본 광전송 모듈을 절첩식 휴대 전화에 적용한 예를 도시하고 있다. 즉, 도 23의 (a)는 본 광전송 모듈을 내장한 절첩식 휴대 전화의 외관을 도시하는 사시도이다. 도 23의 (b)는, (a)에 도시한 절첩식 휴대 전화에서의, 본 광전송 모듈이 적용되고 있는 부분의 블록도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 절첩식 휴대 전화(140)에서의 본체(140a)측에 마련된 제어부(141)와, 본체의 일단에 힌지부를 축으로 하여 회전 가능하게 구비되는 덮개(구동부)(140b)측에 마련된 외부 메모리(142), 카메라부(디지털 카메라)(143), 표시부(액정 디스플레이 표시)(144)가, 각각 광전송 모듈(104)에 의해 접속되어 있다.

도 23의 (c)는, (a)에서의 힌지부(파선으로 둘러싼 부분)의 투시 평면도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 광전송 모듈(104)은, 힌지부에서의 지지봉에 휘감아 굴곡시킴에 의해, 본체측에 마련된 제어부와, 덮개측에 마련된 외부 메모리(142), 카메라부(143), 표시부(144)를 각각 접속하고 있다.

광전송 모듈(104)을, 이들의 절첩식 전자 기기에 적용함에 의해, 한정된 공간에서 고속, 대용량의 통신을 실현할 수 있다. 따라서 예를 들면, 절첩식 액정 표시 장치 등의, 고속, 대용량의 데이터 통신이 필요하고, 소형화가 요구되는 기기에 특히 알맞다.

제 2의 응용예로서, 본 광전송 모듈은, 인쇄 장치(전자 기기)에서의 프린터 헤드나 하드 디스크 기록 재생 장치에서의 판독부 등, 구동부를 갖는 장치에 적용할 수 있다. 이 경우, 광전송 모듈의 광도파로(광전송로)에 플렉시블성을 갖게 한다.

도 22의 (a) 내지 (d)는, 본 광전송 모듈을 인쇄 장치에 적용한 예를 도시하고 있다. 도 22의 (a)는, 인쇄 장치의 외관을 도시하는 사시도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 인쇄 장치(150)는, 용지(152)의 폭방향으로 이동하면서 용지(152)에 대해 인쇄를 행하는 프린터 헤드(151)를 구비하고 있고, 이 프린터 헤드(151)에 광전송 모듈(204)의 일단이 접속되어 있다.

도 22의 (b)는, 인쇄 장치에서의, 본 광전송 모듈이 적용되고 있는 부분의 블록도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 광전송 모듈(204)의 일단부(예를 들면, 수신부(5))는 프린터 헤드(151)에 접속되어 있고, 타단부(예를 들면, 송신부(2))는 인쇄 장치(150)에서의 본체측 기판에 접속되어 있다. 또한, 이 본체측 기판에는, 인쇄 장치(150)의 각 부분의 동작을 제어하는 제어 수단 등이 구비된다.

도 22의 (c) 및 (d)는, 인쇄 장치에서 프린터 헤드가 이동(구동)한 경우의, 본 광전송 모듈의 광전송로의 만곡 상태를 도시하는 사시도이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 광전송 모듈(204)을 프린터 헤드(151)와 같은 구동부에 적용하는 경우, 프린터 헤드(151)의 구동에 의해 그 광전송로의 만곡 상태가 변화함과 함께, 해당 광전송로의 각 위치가 반복 만곡된다.

여기서, 광전송 모듈(204)의 광전송로는 플렉시블성을 갖고 있기 때문에, 이들의 구동부에 알맞다. 또한, 광전송 모듈(204)을 이들의 구동부에 적용함에 의해, 구동부를 이용한 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.

도 24는, 광전송 모듈을 하드 디스크 기록 재생 장치에 적용한 예를 도시하고 있다. 이 경우도, 광전송 모듈의 광도파로(광전송로)에 플렉시블성을 주는 것이 바람직하다.

이 도면에 도시하는 바와 같이, 하드 디스크 기록 재생 장치(160)는, 디스크(하드 디스크)(161), 헤드(판독, 기록용 헤드)(162), 기판 도입부(163), 구동부(구동 모터)(164), 광전송 모듈(304)을 구비하고 있다.

구동부(164)는, 헤드(162)를 디스크(161)의 반경 방향에 따라 구동시키는 것이다. 헤드(162)는, 디스크(161)상에 기록된 정보를 판독하고, 또한, 디스크(161)상에 정보를 기록하는 것이다. 또한, 헤드(162)는, 광전송 모듈(304)을 통하여 기판 도입부(163)에 접속되어 있고, 디스크(161)로부터 판독한 정보를 광신호로서 기판 도입부(163)에 전반시키고, 또한, 기판 도입부(163)로부터 전반된, 디스크(161)에 기록하는 정보의 광신호를 수취한다.

이와 같이, 광전송 모듈(304)을 하드 디스크 기록 재생 장치(160)에서의 헤드(162)와 같은 구동부에 적용함에 의해, 고속, 대용량 통신을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 발광 소자 회로는, 발광 소자와, 해당 발광 소자에 전류를 공급하는 구동 회로와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로를 구비하고, 상기 신호는, 상기 전류를, 상기 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 구성에 의하면, 상기 신호에 의해 발광 소자에 공급하는 전류를 발광 소자의 온도 특성에 적응한 값으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진분을 줄여서, 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한, 본 신호 회로는 자율적으로 상기 신호를 출력하기 때문에, 피드백 회로나 연산 처리 회로 또는 기억 회로가 불필요하게 되어, 더한층의 저소비 전력화와 모듈의 소형화를 도모할 수 있다.

상기 신호 회로는, 온도에 의해 소자 특성이 변화하는 회로 소자를 구비하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 신호 회로의 소형화·전력 절약화를 도모할 수 있다. 이 회로 소자는 트랜지스터라도 좋고, 저항이라도 좋다. 이 경우, 상기 신호 회로를, 온도 특성이 다른 복수종의 트랜지스터를 포함하여 구성하고, 또는 온도 특성이 다른 복수종의 저항을 포함하여 구성하고, 또한 또는 온도 특성을 갖는 트랜지스터와 온도 특성을 갖는 저항을 포함하여 구성하여도 상관없다. 또한, 상기 신호 회로를 온도 센서를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 발광 소자 회로에서는, 상기 신호는, 온도에 대해 직선적으로 변화하는 전기 신호라도 좋고, 온도에 대해 체증하는 전기 신호라도 좋다.

본 발명의 광전송 시스템은, 상기 발광 소자 회로를 구비하고, 상기 발광 소자는 데이터 송신용의 발광 소자이고, 상기 전류가, 변조 전류 및 바이어스 전류의 적어도 한쪽을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면, 소형·저소비 전력의 광전송 시스템을 실현할 수 있다.

상기 광전송 시스템에서는, 상기 전류가, 변조 전류 및 바이어스 전류로 되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 신호가, 상기 변조 전류 및 바이어스 전류 각각을, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 발광 소자에 공급하는 변조 전류 및 바이어스 전류 각각을 발광 소자의 온도 특성에 적응한 것으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진 부분을 더욱 줄이고, 더한층의 저소비 전력화를 실현할 수 있다.

또한, 상기 광전송 시스템에서는, 상기 신호 회로는, 주위의 온도에 따른 제 1의 신호가 자율적으로 출력되는 제 1의 신호 회로와, 주위의 온도에 따른 제 2의 신호가 자율적으로 출력되는 제 2의 신호 회로로 이루어지고, 상기 제 1의 신호가, 상기 변조 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하고, 상기 제 2의 신호가, 상기 바이어스 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하여도 좋다. 이렇게 하면, 발광 소자에 공급하는 변조 전류 및 바이어스 전류 각각을 발광 소자의 온도 특성에 적응한 것으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진분을 더욱 줄여서, 더한층의 저소비 전력화를 실현할 수 있다.

또한, 상기 광전송 시스템에서는, 상기 신호 회로는, 주위의 온도에 따른 제 1의 신호가 자율적으로 출력되는 제 1의 신호 회로로 이루어지고, 상기 제 1의 신 호가, 상기 변조 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하고, 상기 바이어스 전류는 상기 발광 소자의 출력에 의거하여 피드백 조정되어도 좋다.

또한, 상기 광전송 시스템에서는, 상기 발광 소자에 VCSEL(면 발광형 반도체 레이저)을 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 VCSEL은, 온도에 대해 임계치 전류가 직선적으로 증가하도록 공진기 길이가 설정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광전송 모듈은, 상기 광전송 시스템과, 광 데이터 수신용의 수광 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 광전송 모듈은, 광 데이터 송신용의 발광 소자와, 상기 발광 소자에 전류를 공급하는 구동 회로와, 광 데이터 수신용의 수광 소자와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로를 구비하고, 상기 신호는, 상기 전류를, 발광 소자의 온도 특성 및 수광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 구성에 의하면, 상기 신호에 의해 발광 소자에 공급하는 전류를 발광 소자의 온도 특성 및 수광 소자에 적응한 값으로 할 수 있기 때문에, 여분의 마진분을 줄여서, 저소비 전력화를 실현할 수 있다. 또한, 본 신호 회로는 자율적으로 상기 신호를 출력하기 때문에, 피드백 회로나 연산 처리 회로 또는 기억 회로가 불필요하게 되어, 더한층의 저소비 전력화와 모듈의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명의 광전송 모듈은, 제 1항에 기재된 발광 소자 회로를 포함하는 제 1의 광 모듈, 광전송로와, 광 데이터 수신용의 수광 소자를 포함하는 제 2의 광 모듈을 구비하고, 상기 광전송로의 한쪽의 단부에 상기 제 1의 광 모듈이 마련되고, 해당 광전송로의 다른쪽의 단부에 상기 제 2의 광 모듈이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 광전송로는, 광도파로라도 좋고, 이 광도파로는 폴리머 도파로라도 좋다. 또한, 상기 광도파로는, 플렉시블성을 갖고 있어도 좋다.

또한, 본 발명의 전자 기기는, 상기 광전송 모듈을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합시켜서 얻어지는 실시 형태에 관해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명의 발광 소자 회로 및 이것을 구비한 광전송 모듈은, 예를 들면, 휴대 전화, 프린터, 하드 디스크 등의 전자 기기에 알맞다.

Claims

발광 소자와, 해당 발광 소자에 전류를 공급하는 구동 회로와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로를 구비하고, 상기 신호는, 상기 전류를, 상기 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 1항에 있어서,

상기 신호 회로는, 주위의 온도에 의해 소자 특성이 변화한 회로 소자를 적어도 하나 구비함으로써 상기 신호를 자율적으로 출력할 수 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 2항에 있어서,

상기 회로 소자는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 2항에 있어서,

상기 회로 소자는 저항인 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 1항에 있어서,

상기 신호는, 온도에 대해 직선적으로 증가한 전기 신호인 것을 특징으로 하 는 발광 소자 회로.
제 1항에 있어서,

상기 신호는, 온도에 대해 체증한 전기 신호인 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 1항에 있어서,

상기 신호 회로는, 온도 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 발광 소자 회로.
제 1항에 기재된 발광 소자 회로를 구비하고,

상기 발광 소자는 데이터 송신용의 발광 소자이고, 상기 전류는, 변조 전류 및 바이어스 전류의 적어도 한쪽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 전류는, 변조 전류 및 바이어스 전류로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 신호는, 상기 변조 전류 및 바이어스 전류 각각을, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 신호 회로는, 주위의 온도에 따른 제 1의 신호가 자율적으로 출력되는 제 1의 신호 회로와, 주위의 온도에 따른 제 2의 신호가 자율적으로 출력되는 제 2의 신호 회로로 되고, 상기 제 1의 신호는, 상기 변조 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하고, 상기 제 2의 신호는, 상기 바이어스 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 신호 회로는, 주위의 온도에 따른 제 1의 신호가 자율적으로 출력되는 제 1의 신호 회로로 되고, 상기 제 1의 신호는, 상기 변조 전류를, 발광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하고, 상기 바이어스 전류는, 상기 발광 소자의 출력에 의거하여 피드백 조정된 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 발광 소자가 VCSEL 인 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 13항에 있어서,

상기 VCSEL은, 온도에 대해 임계치 전류가 직선적으로 증가하도록 공진기 길 이가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광전송 시스템.
제 9항에 기재된 광전송 시스템과, 광 데이터 수신용의 수광 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
광 데이터 송신용의 발광 소자와, 상기 발광 소자에 전류를 공급하는 구동 회로와, 광 데이터 수신용의 수광 소자와, 주위의 온도에 따른 신호가 자율적으로 출력되는 신호 회로를 구비하고, 상기 신호는, 상기 전류를, 발광 소자의 온도 특성 및 수광 소자의 온도 특성에 대응하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
제 1항에 기재된 발광 소자 회로를 포함하는 제 1의 광 모듈과, 광전송로와, 광 데이터 수신용의 수광 소자를 포함하는 제 2의 광 모듈을 구비하고, 상기 광전송로의 한쪽의 단부에 상기 제 1의 광 모듈이 마련되고, 그 광전송로의 다른 방향의 단부에 상기 제 2의 광 모듈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
제 17항에 있어서,

상기 광전송로는, 광도파로인 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
제 18항에 있어서,

상기 광도파로는, 폴리머 도파로인 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
제 18항 또는 제 19항에 있어서,

상기 광도파로는, 플렉시블성을 갖는 것을 특징으로 하는 광전송 모듈.
제 17항에 기재된 광전송 모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.