光受信装置および多値／二値変換回路
【課題】多値に変調された光信号を高速に復調する。
【解決手段】信号線５０１および５０２には、４つの二値のデータ列に基づいて生成された１６値の振幅を有する正相および逆相の電気信号が供給される。ビートキャンセラ５５０は、信号線５０１および５０２からの１６値の電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する。振幅値変換部５６０は、その基準信号を基準として、信号線５１３および５１４からの１６値の電気信号を８値の電気信号に変換する。振幅値変換部５６０は、この変換された新たな電気信号を信号線５０５および５０６に供給する。また、ビートキャンセラ５５０は、信号線５０１および５０２を用いて１６値の電気信号の揺らぎ成分を除去する。二値データ生成部４４４は、その揺らぎ成分が除去された１６値の電気信号に基づいて４つのうち１つの二値のデータ列を生成する。
【解決手段】信号線５０１および５０２には、４つの二値のデータ列に基づいて生成された１６値の振幅を有する正相および逆相の電気信号が供給される。ビートキャンセラ５５０は、信号線５０１および５０２からの１６値の電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する。振幅値変換部５６０は、その基準信号を基準として、信号線５１３および５１４からの１６値の電気信号を８値の電気信号に変換する。振幅値変換部５６０は、この変換された新たな電気信号を信号線５０５および５０６に供給する。また、ビートキャンセラ５５０は、信号線５０１および５０２を用いて１６値の電気信号の揺らぎ成分を除去する。二値データ生成部４４４は、その揺らぎ成分が除去された１６値の電気信号に基づいて４つのうち１つの二値のデータ列を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置に関し、特に多値に変調された光信号を復調する光受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光信号により情報を伝送する光伝送システムには、二値の光信号を高速に伝送するシステムがある。最近では、高解像度の映像が伝送されるようになってきており、多値の光信号を伝送する装置が求められている。この多値の信号を伝送する光伝送システムの受光装置として、多値の信号における信号の間隔の比に基づいて元のデータを復調する受光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この受光装置では、多値の信号における信号の間隔の比から多値信号をデータに変換するための識別レベルを設定し、この識別レベルに基づいて多値信号をデータに変換している。
【特許文献１】特開２００８−１１３３８６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来技術では、多値の信号における信号の間隔の比に基づいて多値の信号から二値のデータを取得することができる。しかしながら、このような受光装置においては、多値の信号振幅に基づいてピークホールド値を検出し、間隔の比に基づいて当該ピークホールド値を分割し、そこから二値復調の基準信号を生成するなどの処理があるため、処理速度が遅い。このため、信号の伝送揺らぎや符号依存性などへの追従が不十分となるため、高速に多値の光信号を復調することは困難であると考えられる。
【０００４】
そこで、本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、多値に変調された光信号を高速に復調することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、多値の光信号に基づいて多値振幅信号の電気信号を生成する光電変換部と、上記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、上記電気信号が上記基準信号より高い場合には、上記電気信号を上記電気信号の最小値と上記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、上記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、上記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部とを具備する光受信装置および多値／二値変換回路である。これにより、多値の電気信号から複数の二値のデータ列を生成させるという作用をもたらす。
【０００６】
また、この第１の側面において、上記振幅値変換部は、上記基準信号生成部における上記基準信号に基づいて上記電気信号を整流する整流回路を備えるようにしてもよい。これにより、電気信号における最小値と最大値との中間値を基準とする整流回路を用いて電気信号の振幅値を変換させるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記基準信号生成部は、上記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成するためのローパスフィルタを備えるようにしてもよい。これにより、ローパスフィルタを用いて電気信号における最小値と最大値との中間値から基準信号を生成させるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記光電変換部は、上記光信号から正相の上記電気信号および逆相の上記電気信号を生成し、上記基準信号生成部は、上記逆相の電気信号から高周波成分を除去するローパスフィルタによって生成される上記基準信号に基づいて上記正相の電気信号を整形するようにしてもよい。これにより、逆相の電気信号における基準信号に基づいて正相の電気信号を整形させるという作用をもたらす。この場合において、上記基準信号生成部は、上記正相の電気信号における揺らぎを除去することによって上記正相の電気信号を整形するビートキャンセラを備えるようにしてもよい。これにより、逆相の電気信号の基準信号と正相の電気信号とに基づいて揺らぎを除去することによって正相の電圧信号を整形させるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記第１の二値のデータ列に基づいてデータを同期させるクロックを生成するクロック生成部と、上記クロックに従って上記二値のデータ列を保持する第１、第２および第３のデータ保持部とをさらに具備し、上記第１のデータ保持部は、上記第１の二値データ生成部により生成された第１の二値のデータ列を保持し、上記第２のデータ保持部は、上記第２の二値データ生成部により生成された第２の二値のデータ列を保持し、上記第３のデータ保持部は、上記第１のデータ保持部に保持された上記第１の二値のデータ列を保持するようにしてもよい。これにより、データを同期させるクロックに基づいて複数の二値のデータ列を同期させるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多値に変調された光信号を高速に復調することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．光伝送システム（多値信号伝送システム：１６値振幅信号を伝送する例）
２．光送信装置（多値信号送信制御：１６値振幅信号を送信する例）
３．光信号変調方式（多値信号生成方式：１６値振幅信号を生成する例）
４．光受信装置（多値信号整形復調制御：１６値振幅信号から二値のデータ列を復調する例）
【００１２】
＜光伝送システム＞
［構成例］
図１は、本発明の実施の形態における光伝送システム１００の一構成例を示すブロック図である。光伝送システム１００は、光送信装置１１０から出力された多値の光信号を、伝送路１０２を介して伝送し、光受信装置１２０において受信するシステムである。
【００１３】
光送信装置１１０は、信号線１０１を介して供給される複数の二値のデータ列の信号を多値の光信号として送信するものである。この多値の光信号は、多値の光信号として伝送路１０２に出力される。光送信装置１１０は、二値／多値変調駆動部２００およびレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）発光部２６０を備える。
【００１４】
二値／多値変調駆動部２００は、信号線１０１を介して供給された複数の二値のデータ列の信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を発光させるものである。この二値／多値変調駆動部２００は、例えば、信号線１０１を介して４つの二値のデータ列を伝送する場合には、４つの二値のデータ列に対応する１６値の電流がレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に流れるように制御する。
【００１５】
レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、二値／多値変調駆動部２００による制御に従って生成される多値の光信号を伝送路１０２に出力するものである。レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、例えば、１６値に振幅変調された光信号を伝送路１０２に出力する。
【００１６】
光受信装置１２０は、光送信装置１１０から送信された光信号を受信するものである。この光受信装置１２０は、その受信された光信号を復調することによって、信号線１０３を介して複数の二値のデータ列の信号を出力する。この光受信装置１２０は、光電変換部１３０および多値／二値変換部４００を備える。
【００１７】
光電変換部１３０は、光送信装置１１０からの多値の光信号を受光して、その受光された光信号に基づいて多値振幅信号である電気信号を生成するものである。この光電変換部１３０は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）受光部１３１およびアナログアンプ部１３２を備える。なお、光電変換部１３０は、特許請求の範囲に記載の光電変換部の一例である。
【００１８】
フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、光送信装置１１０から伝送された多値の光信号に基づいて多値の電流信号を生成するものである。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、例えば、１６値の光信号を受光すると、１６値の電流信号を生成する。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、その生成した１６値の電流信号をアナログアンプ部１３２に供給する。
【００１９】
アナログアンプ部１３２は、フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１から供給された多値の電流信号を多値の電圧信号に変換するものである。このアナログアンプ部１３２は、例えば、１６値の電流信号に基づいて１６値の電圧信号を生成する。また、このアナログアンプ部１３２は、生成された１６値の電圧信号を増幅して、その増幅された１６値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給する。
【００２０】
多値／二値変換部４００は、アナログアンプ部１３２から供給された電圧信号に基づいて複数の二値のデータ列の信号を復調するものである。この多値／二値変換部４００は、例えば、１６値の振幅信号である電圧信号に基づいて４つの二値のデータ列を生成する。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、その生成された二値のデータ列を、信号線１０３を介して出力する。なお、多値／二値変換部４００は、特許請求の範囲に記載の多値／二値変換回路の一例である。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の一構成例について図面を参照して説明する。
【００２２】
＜光送信装置＞
［第１の構成例］
図２は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第１の構成例を示す回路図である。ここでは、４つの二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）乃至（３））に基づいて１６値の光信号を生成することを想定している。
【００２３】
二値／多値変調駆動部２００は、バッファ２１１乃至２１５と、データ保持部（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）２２１乃至２２４と、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ：Laser Diode driver）２３１乃至２３４とを備える。
【００２４】
バッファ２１５は、時間情報であるクロック（Ｃｌｏｃｋ）を基準にして、データ保持部（ＣＤＲ）２２１乃至２２４に保持されるデータ信号間の同期を取るためのクロック信号を生成するものである。このバッファ２１５は、その生成したクロック信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２１乃至２２４に供給する。
【００２５】
バッファ２１１は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））に対応するデータ信号を生成するものである。このバッファ２１１は、その生成されたデータ信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２１に供給する。
【００２６】
データ保持部（ＣＤＲ）２２１は、バッファ２１１により生成されたデータ信号を保持するものである。このデータ保持部（ＣＤＲ）２２１は、バッファ２１５により供給されたクロック信号に基づいて、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１にデータ信号を供給する。
【００２７】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０から送信される光信号の振幅を制御するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量を変化させる。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、例えば、データ信号が「０」である場合には、駆動電流の量を変化させず、データ信号が「１」である場合には、駆動電流の量を変化させる。
【００２８】
バッファ２１１と同じ機能であるバッファ２１２乃至２１４は、３つの二値のデータ列（Ｄａｔａ（１）乃至（３））に対応するデータ信号を生成するものである。このバッファ２１２乃至２１４は、それぞれのデータ信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４に供給する。
【００２９】
データ保持部（ＣＤＲ）２２１と同じ機能であるデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４は、バッファ２１２乃至２１４により生成されたデータ信号を保持するものである。このデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４は、バッファ２１５により供給されたクロック信号に基づいて、同期の取れたデータ信号をレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４に供給する。
【００３０】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量をそれぞれ変化させるものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量を変化させるものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、例えば、データ信号が「０」である場合には駆動電流量を変化させず、データ信号が「１」である場合には駆動電流を変化させる。
【００３１】
レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、インダクタ２６１と、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２と、インダクタ２６３と、バイアス電流生成部２６４とを備える。
【００３２】
インダクタ２６１およびインダクタ２６３は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２を駆動させる電流におけるノイズ成分を低減するものである。このレーザーダイオード（ＬＤ）２６２を駆動させる電流におけるノイズ成分を低減させることにより、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２における１６値の光信号の生成を安定化させることができる。
【００３３】
レーザーダイオード（ＬＤ）２６２は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２自身に流れる電流量に応じて１６値の光信号を出力するものである。
【００３４】
バイアス電流生成部２６４は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２に一定のバイアス電流を供給するものである。このバイアス電流は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２が発光するために最低限必要な電流である。
【００３５】
このように、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により、駆動電流の量を１６段階に変化させることによって、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０の発光を制御する。これにより、光送信装置１１０において、１６値の光信号が生成される。
【００３６】
［第２の構成例］
図３は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第２の構成例を示す回路図である。ここでは、抵抗２５１およびコンデンサ２６５以外の構成は、図２と同様のものであるため、図２と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００３７】
図３における二値／多値変調駆動部２００は、図２に示した二値／多値変調駆動部２００の構成に加えて、抵抗２５１およびコンデンサ２６５を備えている。
【００３８】
抵抗２５１は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により生成された電流の量の変化を電圧に変換するためのものである。この抵抗２５１には、ＬＤＤ２３１乃至２３４により供給される１６値の電流が流れる。
【００３９】
コンデンサ２６５は、抵抗２５１に流れる電流によって生じた１６値の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に供給するものである。
【００４０】
このように、抵抗２５１およびコンデンサ２６５を設けることによって、図２に示した光送信装置１１０よりも波形の歪みが低減され、高速に多値の光信号を伝送することができる。
【００４１】
［第３の構成例］
図４は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第３の構成例を示す回路図である。ここでは、ＬＤＤ２４１乃至２４４、抵抗２５２、および、コンデンサ２６６以外の構成は、図３と同様のものであるため、図３と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００４２】
図４における光送信装置１１０は、図３に示した光送信装置１１０のレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４に代えて、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４、抵抗２５２およびコンデンサ２６６を備えている。
【００４３】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる正相および逆相の電流を生成するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させるために電流の量を変化させる。
【００４４】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４２乃至２４４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる正相および逆相の電流を生成するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４２乃至２４４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させるために電流の量を変化させる。
【００４５】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４は、正相の信号線に抵抗２５１が接続され、逆相の信号線に抵抗２５２が接続される。抵抗２５２は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４が生成した逆相の電流の量の変化を電圧の変化に変換するためのものである。
【００４６】
コンデンサ２６５は、抵抗２５２に流れる電流によって生じた１６値の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に供給するものである。このコンデンサ２６５は、抵抗２５１により発生した逆相の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）２６２のアノード端子に供給するものである。
【００４７】
このように、光送信装置１１０は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４、抵抗２５２およびコンデンサ２６６を設けることによって、図３に示した光送信装置１１０に比べて波形の歪みを低減されることができる。
【００４８】
［第４の構成例］
図５は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第４の構成例を示す回路図である。ここでは、マッハツェンダ（ＭＺＩ）２６７以外の構成は、図３と同様のものであるため、図３と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００４９】
図５における光送信装置１１０は、図４に示した光送信装置１１０の構成に加えて、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７を備えている。
【００５０】
マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７は、コンデンサ２６５およびコンデンサ２６６から供給される電圧に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２から出力される光を変調するものである。このマッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２から供給される光を変調することによって、１６値の光信号を生成する。
【００５１】
このように、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７を設けることによって、図５に示した光送信装置１１０に比べて波形の歪みが低減されるため、高速に多値の光信号を伝送することができる。
【００５２】
次に、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４またはレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４により生成される１６値振幅信号の一例について図面を参照して説明する。
【００５３】
＜光信号変調方式＞
［光送信装置における多値振幅信号の生成例］
図６は、本発明の実施の形態において光送信装置１１０により生成される多値振幅信号の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビット３１１のデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルの変化が示されている。
【００５４】
図６（ａ）は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４において生成される電流信号３１２乃至３１５を示すタイミングチャートである。ここでは、１６値の振幅レベルを生成するため、電流信号３１２、３１３、３１４、３１５の順番にそれぞれの振幅を小さく設定することを想定する。
【００５５】
電流信号３１２は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０乃至Ｄ７のビットにおいてＬ（Ｌｏｗ）レベルを示し、Ｄ８乃至Ｄ１５においてＨ（Ｈｉｇｈ）レベルを示す。
【００５６】
電流信号３１３は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１のビットにおいてＬレベルを示し、番号Ｄ４乃至Ｄ７および番号Ｄ１２乃至Ｄ１５においてＨレベルを示す。
【００５７】
電流信号３１４は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３３により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３のビットにおいてＬレベルを示し、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５のビットにおいてＨレベルを示す。
【００５８】
電流信号３１５は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３４により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２およびＤ１４のビットにおいてＬレベルを示し、Ｄ１、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３およびＤ１５のビットにおいてＨレベルを示す。
【００５９】
図６（ｂ）は、図６（ａ）における電流信号３１２乃至３１５によって生成される１６値の振幅信号３２１を示すタイミングチャートである。
【００６０】
１６値の振幅信号３２１は、４つのビット列を表現する１６値（２の４乗）の振幅値を有する信号である。例えば、Ｄ０において電流信号３１２乃至３１５が全てＬレベルである場合には、１６値の振幅信号３２１は、１６の振幅レベルのうち最小値のレベルとなる。また、Ｄ７において、電流信号３１２がＬレベルであり、かつ、電流信号３１３乃至３１５が全てＨレベルである場合には、１６値の振幅信号３２１は、１６の振幅レベルのうち７番目に高いレベルとなる。
【００６１】
このように、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により生成された振幅が異なる電流信号３１２乃至３１５を組み合わせることによって、１６値の振幅を有する電流信号が生成され、１６値の光信号が生成される。
【００６２】
次に、本発明の実施の形態における光受信装置について図面を参照して説明する。
【００６３】
＜光受信装置＞
［構成例］
図７は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０の一構成例を示す回路図である。ここでは、１６値の光信号を受信して４つの二値のデータ列を生成する例について説明する。
【００６４】
光受信装置１２０は、光電変換部１３０および多値／二値変換部４００を備える。光電変換部１３０は、フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１およびアナログアンプ部１３２を備える。
【００６５】
フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、インダクタ４１１およびフォトダイオード４１２を備える。この構成において、インダクタ４１１は、その一端がフォトダイオード４１２のカソード端子に接続され、他端が電源端子に接続される。フォトダイオード４１２は、そのアノード端子にアナログアンプ部１３２の入力端子が接続される。
【００６６】
インダクタ４１１は、フォトダイオード（ＰＤ）４１２に供給される電流のノイズを除去するものである。
【００６７】
フォトダイオード（ＰＤ）４１２は、光送信装置１１０から伝送された１６値の光信号に基づいて１６値の電流信号を生成するものである。このフォトダイオード（ＰＤ）４１２は、その生成した１６値の電流信号をアナログアンプ部１３２に供給する。ここでは、フォトダイオード（ＰＤ）４１２により生成される１６値の電流信号には揺らぎ成分が含まれていることを想定している。ここにいう電流信号の揺らぎ成分とは、伝送路１０２の伝送特性やフォトダイオード（ＰＤ）の温度特性等により生じるものであり、低い周波数成分からなる。
【００６８】
アナログアンプ部１３２は、抵抗４１３と、トランスインピーダンス・アンプ４１４と、差動増幅部４１５と、コンデンサ４１６と、コンデンサ４１７とを備える。この構成において、抵抗４１３は、その一端がトランスインピーダンス・アンプ４１４の反転入力端子およびフォトダイオード４１２のアノード端子に接続される。さらに、抵抗４１３は、その他端がトランスインピーダンス・アンプ４１４の出力端子および差動増幅部４１５の入力端子に接続される。トランスインピーダンス・アンプ４１４は、その非反転入力端子が接地される。差動増幅部４１５は、その反転出力端子および非反転出力端子にコンデンサ４１６および４１７の一方の電極がそれぞれ接続される。コンデンサ４１６および４１７は、他方の電極が多値／二値変換部４００の入力端子にそれぞれ接続される。
【００６９】
抵抗４１３は、トランスインピーダンス・アンプ４１４の出力レベルを調整するためのものである。トランスインピーダンス・アンプ４１４は、フォトダイオード（ＰＤ）４１２から供給された１６値の電流信号を１６値の電圧信号に変換するものである。このトランスインピーダンス・アンプ４１４は、その生成した１６値の電圧信号を差動増幅部４１５に供給する。なお、このトランスインピーダンス・アンプ４１４は、抵抗４１３を設けることによって帰還回路を構成する。
【００７０】
差動増幅部４１５は、トランスインピーダンス・アンプ４１４から供給された電圧信号に基づいて、差動伝送をするための正相および逆相の電圧信号を生成するものである。この差動増幅部４１５は、その生成した１６値の電圧信号を増幅して、増幅された１６値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給する。なお、ここでは一例として、光電変換部１３０は、差動伝送方式により多値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給しているが、シングルエンド伝送方式により多値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給するようにしてもよい。
【００７１】
多値／二値変換部４００は、クロック生成部４５１と、データ保持部４５２乃至４６１と、クロック出力部４６２と、二値データ復調部５００乃至５２０と、ビートキャンセラ（ＢＣＣ：Beat CanCeller）５３０と、二値データ生成部５４０とを備える。
【００７２】
二値データ復調部５００は、光電変換部１３０から供給された１６値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））のデータ成分を取り除いた８値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５００は、例えば、光電変換部１３０から供給された１６値の電圧信号における揺らぎ成分を除去し、この揺らぎ成分を除去した電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する。また、この二値データ復調部５００は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））をデータ保持部４５２に供給する。また、二値データ復調部５００は、生成された８値の電圧信号を二値データ復調部５１０に供給する。
【００７３】
この二値データ復調部５００は、その入力端子に差動増幅部４１５からの出力が入力される。さらに、二値データ復調部５００は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を出力する出力端子にデータ保持部４５２の入力端子が接続され、８値の電圧信号を出力する出力端子に二値データ復調部５１０の入力端子が接続される。
【００７４】
二値データ復調部５１０は、二値データ復調部５００から供給された８値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））のデータ成分を取り除いた４値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５１０は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））をデータ保持部４５４に供給する。また、二値データ復調部５１０は、生成された４値の電圧信号を二値データ復調部５２０に供給する。
【００７５】
この二値データ復調部５１０は、その入力端子に二値データ復調部５００における８値の電圧信号の出力端子が接続される。さらに、二値データ復調部５１０は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を出力する出力端子にデータ保持部４５４が接続され、４値の電圧信号を出力する出力端子に二値データ復調部５２０が接続される。
【００７６】
二値データ復調部５２０は、二値データ復調部５１０から供給された４値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））のデータ成分を取り除いた２値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５２０は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））をデータ保持部４５７に供給する。また、二値データ復調部５２０は、生成された２値の電圧信号をビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０に供給する。
【００７７】
この二値データ復調部５２０は、その入力端子に二値データ復調部５１０における４値の電圧信号の出力端子が接続される。さらに、二値データ復調部５２０は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を出力する出力端子にデータ保持部４５７が接続され、２値の電圧信号を出力する出力端子にビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０が接続される。
【００７８】
ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、二値データ復調部５２０から供給された電圧信号における揺らぎを除去することによって、その電圧信号を整形するものである。ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、揺らぎが除去された２値の電圧信号を二値データ生成部５４０に供給する。このビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、その入力端子に二値データ復調部５２０における２値の電圧信号の出力端子が接続され、出力端子に二値データ生成部５４０の入力端子が接続される。
【００７９】
二値データ生成部５４０は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０から供給された電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成するものである。この二値データ生成部５４０は、その入力端子にビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０の出力端子が接続され、出力端子にデータ保持部（ＣＤＲ）４６１の入力端子が接続される。なお、二値データ生成部５４０は、特許請求の範囲に記載の第２の二値データ生成部の一例である。
【００８０】
クロック生成部４５１は、二値データ復調部５００から供給される二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））の信号に基づいて、データ保持部４５２乃至４６１に保持されるデータを同期させるためのクロック信号を生成するものである。このクロック生成部４５１は、その入力端子に二値データ復調部５００の出力端子が接続され、出力端子にデータ保持部４５２乃至４６１およびクロック出力部４６２が接続される。なお、クロック生成部４５１は、特許請求の範囲に記載のクロック生成部の一例である。
【００８１】
データ保持部４５２は、二値データ復調部５００により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））の信号を保持するものである。このデータ保持部４５２は、クロック生成部４５１により供給されたクロック信号に基づいて、同期の取れた二値のデータ列をデータ保持部４５３に供給する。このデータ保持部４５２は、その出力端子にデータ保持部４５３の入力端子が接続される。
【００８２】
データ保持部４５４は、二値データ復調部５１０により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を保持するものである。このデータ保持部４５４は、クロック生成部４５１により供給されたクロック信号に基づいて、データ保持部４５３に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））をデータ保持部４５６に供給する。このデータ保持部４５４は、その出力端子にデータ保持部４５６の二値データ入力端子が接続される。この後、この同期の取れた二値のデータ列は、データ保持部４５６からデータ保持部４５９へ同期の取れた二値のデータ列として供給される。
【００８３】
データ保持部４５７は、二値データ復調部５２０により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を保持するものである。このデータ保持部４５７は、クロック生成部４５１からのクロック信号に基づいて、データ保持部４５５および４５６に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）および（１））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））をデータ保持部４６０に供給する。このデータ保持部４５７は、その出力端子にデータ保持部４６０の入力端子が接続される。
【００８４】
データ保持部４６１は、二値データ生成部５４０から供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を保持するものである。このデータ保持部４６１は、クロック生成部４５１からのクロック信号に基づいて、データ保持部４５８乃至４６０に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）乃至（２））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を出力する。このとき、データ保持部４５８に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））、データ保持部４５９に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））、データ保持部４６０に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））が出力される。
【００８５】
なお、データ保持部４５２は、特許請求の範囲に記載の第１のデータ保持部の一例である。なお、データ保持部４５３、４５５および４５８は、特許請求の範囲に記載の第３のデータ保持部の一例である。なお、データ保持部４５４、４５６、４５７、４５９、４６０および４６１は、特許請求の範囲に記載の第２のデータ保持部の一例である。
【００８６】
クロック出力部４６２は、クロック生成部４５１より供給されたクロック信号を出力するものである。
【００８７】
このように、多値／二値変換部４００は、１６値の電圧信号から二値のデータ列を順次取り出すことによって多値の光信号を高速に復調することができる。次に、二値データ復調部５００乃至５２０について図面を参照に説明する。
【００８８】
［多値／二値変換部の構成例］
図８は、本発明の実施の形態における二値データ復調部５００乃至５２０の一構成例を示す回路図である。ここでは、二値データ復調部５００乃至５２０は同じ構成のものであるため、二値データ復調部５００についてのみ説明する。
【００８９】
二値データ復調部５００は、二値データ生成部４４４と、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０と、振幅値変換部５６０とを備える。
【００９０】
ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、信号線５０１および信号線５０２から供給される正相および逆相の１６値の電圧信号に基づいて電圧信号における揺らぎを検出し、その検出した揺らぎ成分を用いて電圧信号を整形するものである。ここにいう電気信号における揺らぎ成分とは、伝送路１０２の伝送特性やフォトダイオード（ＰＤ）の温度特性等により生じるものであり、低い周波数成分からなる。このビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、抵抗４２１乃至４２２と、コンデンサ４２３乃至４２４と、抵抗４２５乃至４２６と、ＤＣキャンセラ（ＤＣＣ：DC Canceller）４４３とを備える。なお、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、特許請求の範囲に記載のビートキャンセラの一例である。
【００９１】
この構成において、抵抗４２１の一端には、信号線５０２およびＤＣキャンセラ４４３の逆相の電圧信号の入力端子が接続される。さらに、抵抗４２１の他端には、コンデンサ４２４の一方の電極、抵抗４２６の一端および信号線５１１が接続される。コンデンサ４２４の他方の電極は接地される。抵抗４２６の他端には、ＤＣキャンセラ４４３の正相の電圧信号の出力端子および信号線５１４が接続される。
【００９２】
抵抗４２２の一端には、信号線５０１およびＤＣキャンセラ４４３の正相の電圧信号の入力端子が接続される。さらに、抵抗４２２の他端には、コンデンサ４２３の一方の電極、抵抗４２５の一端および信号線５１２が接続される。コンデンサ４２３の他方の電極は接地される。抵抗４２６の他端には、ＤＣキャンセラ４４３の逆相の電圧信号の出力端子および信号線５１２が接続される。
【００９３】
抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５０１から供給される正相の電圧信号における高周波成分を除去するローパスフィルタとしての役割を果たすものである。この抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５０１の電圧信号における最大値と最小値との中間値である電圧信号を正相の基準信号として生成する。例えば、信号線５０１の電圧信号における最大値が８．５０Ｖ、最小値が１．００Ｖの場合、中間値は４．７５Ｖになる。この抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５１２を介して生成した正相の基準信号を振幅値変換部５６０に供給する。なお、抵抗４２２およびコンデンサ４２３から構成されるローパスフィルタは、特許請求の範囲に記載の基準信号生成部の一例である。
【００９４】
さらに、ＤＣキャンセラ４４３、抵抗４２２、抵抗４２５およびコンデンサ４２３は、信号線５０１から供給される正相の電圧信号に含まれる揺らぎの信号成分を除去するものである。これらの構成において、信号線５０１からの正相の揺らぎの信号成分を含む電気信号と、抵抗４２５およびコンデンサ４２３により生成される逆相の揺らぎの信号成分とが抵抗４２２を介して足し合わされる。これにより、揺らぎ成分が除去された正相の電圧信号が二値データ生成部４４４の正相の入力端子に供給される。
【００９５】
一方、抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５０２から供給される逆相の電圧信号における高周波成分を除去するローパスフィルタとしての役割を果たすものである。この抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５０２の電圧信号における最大値と最小値との中間値の電圧信号を逆相の基準信号として生成する。この抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５１１を介して生成した逆相の基準信号を振幅値変換部５６０に供給する。なお、抵抗４２１およびコンデンサ４２４から構成されるローパスフィルタは、特許請求の範囲に記載の基準信号生成部の一例である。
【００９６】
さらに、ＤＣキャンセラ４４３、抵抗４２１、抵抗４２６およびコンデンサ４２４は、信号線５０２から供給される逆相の電圧信号に含まれる揺らぎの信号成分を除去するものである。これらの構成において、信号線５０２からの逆相の揺らぎの信号成分を含む電気信号と、抵抗４２６およびコンデンサ４２４により生成される正相の揺らぎの信号成分とが抵抗４２１を介して足し合わされる。これにより、揺らぎ成分が除去された逆相の電圧信号が二値データ生成部４４４の逆相の入力端子に供給される。
【００９７】
振幅値変換部５６０は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０からの１６値の電圧信号（信号線５１３および５１４）を、その１６値の電圧信号における基準信号（信号線５１１および５１２）に基づいて、８値の電圧信号に変換するものである。この振幅値変換部５６０は、例えば、基準信号に基づいて電気信号を整流する整流回路により実現される。この振幅値変換部５６０は、１６値の電圧信号のうち基準信号より高い８値の電圧信号を、１６値の電圧信号の最小値と中間値との間の電圧信号に変換する。すなわち、振幅値変換部５６０は、１６値の電圧信号の振幅値を半分の電圧信号に変換する。なお、振幅値変換部５６０は、特許請求の範囲に記載の振幅値変換部および整流回路の一例である。
【００９８】
振幅値変換部５６０は、ダイオード４３１と、抵抗４３２と、コンデンサ４３３と、ダイオード４３４と、抵抗４３５と、コンデンサ４３６とを備える。さらに、振幅値変換部５６０は、ダイオード４３７と、抵抗４３８と、コンデンサ４３９と、ダイオード４４０と、抵抗４４１と、コンデンサ４４２とを備える。
【００９９】
この振幅値変換部５６０の構成において、ダイオード４３１は、そのアノード端子に信号線５１４およびダイオード４３４のカソード端子が接続され、カソード端子に抵抗４３２の一端およびコンデンサ４３３の一方の電極が接続される。ダイオード４３４は、そのアノード端子に抵抗４３５の一端およびコンデンサ４３６の一方の電極が接続される。抵抗４３２は、その他端に信号線５１２および抵抗４３５の他端が接続される。コンデンサ４３３は、その他方の電極に信号線５０５およびコンデンサ４３６の他方の電極が接続される。
【０１００】
ダイオード４３７は、そのアノード端子に信号線５１３およびダイオード４４０のカソード端子が接続され、カソード端子に抵抗４３８の一端およびコンデンサ４３９の一方の電極が接続される。ダイオード４４０は、そのアノード端子に抵抗４４１の一端およびコンデンサ４４２の一方の電極が接続される。抵抗４３８は、その他端に信号線５１１および抵抗４４１の他端が接続される。コンデンサ４３９は、その他方の電極に信号線５０６およびコンデンサ４４２の他方の電極が接続される。
【０１０１】
この振幅値変換部５６０の構成において、信号線５１４により供給される１６値の電圧信号が信号線５１２からの基準信号より大きい場合には、ダイオード４３１がオンとなり、ダイオード４３４がオフとなって、抵抗４３２に電流が流れる。これにより、信号線５１４からの電圧信号と信号線５１２からの基準信号との電位差がコンデンサ４３３および４３６を介して信号線５０５に供給される。また、信号線５１４から供給される１６値の電圧信号が信号線５１２からの基準信号より小さい場合には、ダイオード４３１がオフとなり、ダイオード４３４がオンとなって、抵抗４３５に電流が流れる。これにより、信号線５１４からの電圧信号と信号線５１２からの基準信号との電位差がコンデンサ４３３および４３６を介して信号線５０５に供給される。このコンデンサ４３３および４３６は、抵抗４３２および抵抗４３５に流れる電流により生成される電圧変化のみを信号線５０５に出力する。
【０１０２】
この構成において、例えば、図６（ｂ）で示したような１６値の電圧信号が信号線５１４により供給されることを想定する。このとき、１６値の振幅信号の値Ｄ０は１．００Ｖ、Ｄ１は１．５０Ｖ、Ｄ２は２．００Ｖ、Ｄ３は２．５０Ｖ、Ｄ４は３．００Ｖ、Ｄ５は３．５０Ｖ、Ｄ６は、４．００Ｖ、Ｄ７は４．５０Ｖとする。さらに、Ｄ８は５．００Ｖ、Ｄ９は５．５０Ｖ、Ｄ１０は６．００Ｖ、Ｄ１１は６．５０Ｖ、Ｄ１２は７．００Ｖ、Ｄ１３は７．５０Ｖ、Ｄ１４は８．００Ｖ、Ｄ１５は８．５０Ｖとする。この場合においては、信号線５１２の基準信号は４．７５Ｖとなる。
【０１０３】
この例において、ダイオード４３１は、信号線５１４から供給される電圧信号のうち５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３２に供給する。これにより、信号線５１４からの５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号と信号線５１２からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３３および４３６に供給される。そして、コンデンサ４３３および４３６は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ（Direct Current）成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０５に供給する。これに対し、ダイオード４３４は、信号線５１４から供給される電圧信号のうち１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３５に供給する。これにより、信号線５１４からの１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号と信号線５１２からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３３および４３６に供給される。そして、コンデンサ４３３および４３６は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０５に供給する。これにより、信号線５０５における振幅の幅が３．５０Ｖｐ−ｐの新たな電圧信号が生成される。
【０１０４】
一方、信号線５１３により供給される１６値の電圧信号が信号線５１１からの基準信号より大きい場合には、ダイオード４３７がオンとなり、ダイオード４４０がオフとなって、抵抗４３８に電流が流れる。これにより、信号線５１３からの電圧信号と信号線５１１からの基準信号との電位差がコンデンサ４３９および４４２を介して信号線５０６に供給される。また、信号線５１３から供給される１６値の電圧信号が信号線５１１からの基準信号より小さい場合には、ダイオード４３７がオフとなり、ダイオード４４０がオンとなって、抵抗４４１に電流が流れる。これにより、信号線５１３からの電圧信号と信号線５１１からの基準信号との電圧差がコンデンサ４３９および４４２を介して信号線５０６に供給される。このコンデンサ４３９および４４２は、抵抗４３８および抵抗４４１に流れる電流により生成される電圧変化のみを信号線５０６に出力する。
【０１０５】
この構成において、例えば、図６（ｂ）で示したような１６値の電圧信号が信号線５１３により供給されることを想定する。このとき、１６値の振幅信号の値Ｄ０は１．００Ｖ、Ｄ１は１．５０Ｖ、Ｄ２は２．００Ｖ、Ｄ３は２．５０Ｖ、Ｄ４は３．００Ｖ、Ｄ５は３．５０Ｖ、Ｄ６は、４．００Ｖ、Ｄ７は４．５０Ｖとする。さらに、Ｄ８は５．００Ｖ、Ｄ９は５．５０Ｖ、Ｄ１０は６．００Ｖ、Ｄ１１は６．５０Ｖ、Ｄ１２は７．００Ｖ、Ｄ１３は７．５０Ｖ、Ｄ１４は８．００Ｖ、Ｄ１５は８．５０Ｖとする。この場合においては、信号線５１１の基準信号は４．７５Ｖとなる。
【０１０６】
この例において、ダイオード４３７は、信号線５１３から供給される電圧信号のうち５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３８に供給する。これにより、信号線５１３からの５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号と信号線５１１からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５Ｖ乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３９および４４２に供給される。そして、コンデンサ４３９および４４２は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０６に供給する。これに対し、ダイオード４４０は、信号線５１３から供給される電圧信号のうち１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号を抵抗４４１に供給する。これにより、信号線５１３からの１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号と信号線５１１からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３９および４４２に供給される。そして、コンデンサ４３９および４４２は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０６に供給する。これにより、信号線５０６における振幅の幅が３．５０Ｖｐ−ｐの新たな電圧信号が生成される。
【０１０７】
二値データ生成部４４４は、ＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３から供給された電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成するものである。この二値データ生成部４４４は、その生成した二値のデータ列を信号線５０３および５０４を介して供給する。
【０１０８】
このように、二値データ復調部５００は、振幅値変換部５６０により１６値の振幅値を半分の８値の振幅値に変換することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））のデータ成分が取り除かれた新たな８値の電圧信号を生成することができる。また、二値データ復調部５００は、二値データ生成部４４４において１６値の電気信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成することができる。
【０１０９】
なお、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４は、特許請求の範囲に記載の第１の二値データ生成部の一例である。
【０１１０】
なお、二値データ復調部５１０および５２０における二値データ生成部４４４は、特許請求の範囲に記載の第２の二値データ生成部の一例である。
【０１１１】
ここでは、二値データ復調部５００により、１６値の電気信号に基づいて、８値の電気信号および１つの二値データ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例について示したが、二値データ復調部５１０および５２０においても同様の信号処理を行う。二値データ復調部５１０は、二値データ復調部５００からの８値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））のデータ成分が取り除かれた４値の電圧信号とを生成する。さらに、二値データ復調部５２０は、二値データ復調部５１０からの４値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））のデータ成分が取り除かれた２値の電気信号とを生成する。
【０１１２】
［１６値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図９は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において１６値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。ここでは、光送信装置１１０において図６（ｂ）の振幅信号３２１に基づいて生成された光信号を受信した場合について説明する。
【０１１３】
図９（ａ）は、光電変換部１３０により生成された揺らぎを含む１６値の電圧信号を示す図である。電圧信号６１１は、光電変換部１３０により生成された１６値の電圧信号であり、揺らぎ成分を含んだ信号である。なお、この電圧信号６１１は、二値データ復調部５００におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０の入力端子とに供給される。
【０１１４】
図９（ｂ）は、二値データ復調部５００におけるビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０において揺らぎが除去された１６値の電圧信号を示す図である。電圧信号６２１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０によって電圧信号６１１における揺らぎが除去された１６値の電圧信号である。判断基準電圧６２２は、二値データ生成部４４４により二値のデータ列を生成するための判断基準を概念的に示したものである。この判断基準電圧６２２は、電圧信号６２１における最大値と最小値との中間値に相当する。なお、この電圧信号６２１は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１１５】
図９（ｃ）は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列を示す図である。電圧信号６３１は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４において、図９（ｂ）における判断基準電圧６２２を基準として電圧信号６２１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ［０］）である。例えば、電圧信号６２１が判断基準電圧６２２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６２１が判断基準電圧６２２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。なお、この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ［０］）は、データ保持部４５２に供給される。
【０１１６】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６２２を基準として１６値の電圧信号６１１に基づいてビットの「０」および「１」を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ[０]）を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６１１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、８値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１１７】
［８値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１０は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において８値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ[１]）を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１１８】
図１０（ａ）は、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０において電圧信号６１１の振幅値が１６値から８値に変換された電圧信号を示す図である。
【０１１９】
電圧信号６４１は、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む１６値の電圧信号６１１に基づいて生成された８値の電圧信号である。Ｄ０乃至Ｄ７における電圧信号６４１は、信号線５１２からの電圧信号６１１における基準信号と、Ｄ０乃至Ｄ７における電圧信号６１１とに基づいて生成される。また、Ｄ８乃至Ｄ１５における電圧信号６４１は、信号線５１２からの電圧信号６１１における基準信号と、Ｄ８乃至Ｄ１５における電圧信号６１１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号６４１は、二値データ復調部５１０におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０の多値信号入力端子とに供給される。
【０１２０】
図１０（ｂ）は、二値データ復調部５１０において揺らぎが除去された８値の電圧信号を示す図である。電圧信号６５１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６４１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧６５２は、二値データ生成部４４４により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号６５１は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１２１】
図１０（ｃ）は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を示す図である。電圧信号６６１は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４において、判断基準電圧６５２を基準として電圧信号６５１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））である。例えば、電圧信号６５１が判断基準電圧６５２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６５１が判断基準電圧６５２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））は、データ保持部４５４に供給される。
【０１２２】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６５２を基準として８値の電圧信号６５１に基づいてビットの値を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６４１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、４値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１２３】
［４値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１１は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において４値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１２４】
図１１（ａ）は、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０において電圧信号６７１の振幅値が８値から４値に変換された電圧信号を示す図である。
【０１２５】
電圧信号６７１は、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む８値の電圧信号６４１に基づいて生成された４値の電圧信号である。Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６７１は、電圧信号６４１における基準信号と、Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６４１とに基づいて生成される。また、Ｄ４乃至Ｄ７およびＤ１２乃至Ｄ１５における電圧信号６７１は、電圧信号６４１における基準信号と、Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６４１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号６７１は、二値データ復調部５２０におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０の多値信号入力端子とに供給される。
【０１２６】
図１１（ｂ）は、二値データ復調部５２０において揺らぎが除去された４値の電圧信号を示す図である。電圧信号６８１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６７１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧６８２は、二値データ生成部４４４により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号６８１は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１２７】
図１１（ｃ）は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を示す図である。電圧信号６９１は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４において、判断基準電圧６８２を基準として電圧信号６８１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））である。例えば、電圧信号６８１が判断基準電圧６８２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６８１が判断基準電圧６８２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））は、データ保持部４５７に供給される。
【０１２８】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６８２を基準として４値の電圧信号６８１に基づいてビットの値を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６７１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、２値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１２９】
［２値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１２は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において２値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１３０】
図１２（ａ）は、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０において電圧信号６７１の振幅値が４値から２値に変換された電圧信号を示す図である。電圧信号７０１は、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む４値の電圧信号６７１に基づいて生成された２値の電圧信号である。Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３における電圧信号７０１は、電圧信号６７１における基準信号と、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３における電圧信号６４１とに基づいて生成される。また、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５における電圧信号７０１は、電圧信号６７１における基準信号と、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５における電圧信号６７１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号７０１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０の入力端子に供給される。
【０１３１】
図１２（ｂ）は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０において揺らぎが除去された２値の電圧信号を示す図である。電圧信号７１１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０により電圧信号７０１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧７１２は、二値データ生成部５４０により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号７１１は、二値データ生成部５４０に供給される。
【０１３２】
図１２（ｃ）は、二値データ生成部５４０において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を示す図である。電圧信号７２１は、二値データ生成部５４０において、判断基準電圧７１２を基準として電圧信号７１１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））である。例えば、電圧信号７１１が判断基準電圧７１２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号７１１が判断基準電圧７１２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。なお、この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））は、データ保持部４６１に供給される。
【０１３３】
このように、二値データ生成部５４０により判断基準電圧７１２を基準として２値の電圧信号７１１に基づいて判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０により電圧信号７０１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部５４０による誤検出を低減することができる。
【０１３４】
このように、本発明の実施の形態における光受信装置１２０によれば、１６値の光信号における４つの二値のデータ列を高速に復調することができる。
【０１３５】
なお、本願発明の実施の形態では、１６値の電圧信号から４つの二値のデータ列を生成する例を説明したが、多値の電圧信号の振幅数に応じて二値データ復調部５００乃至５２０の数を増減させることによって、１６値以外の電圧信号にも適用することができる。
【０１３６】
なお、本発明の実施の形態は、カムコーダやビデオレコーダ等の撮像装置や画像記憶装置において、装置間で高速に情報を伝送する光伝送装置として適用することができる。
【０１３７】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、上述のように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１３８】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施の形態における光伝送システム１００の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第１の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第２の構成例を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第３の構成例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第４の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態において光送信装置１１０により生成される多値振幅信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における光受信装置１２０の一構成例を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態における二値データ復調部５００乃至５０２の一構成例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において１６値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において８値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ[１]）を生成する例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において４値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を生成する例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において２値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成する例を示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１００ 光伝送システム
１０１、１０３、５０１乃至５０６、５１１乃至５１４ 信号線
１０２ 伝送路
１１０ 光送信装置
１２０ 光受信装置
１３０ 光電変換部
１３１ フォトダイオード受光部
１３２ アナログアンプ部
２００ 二値／多値変調駆動部
２６０ レーザーダイオード発光部
４００ 多値／二値変換部
４１１ インダクタ
４１２ フォトダイオード
４１３、４２１、４２２、４２５、４２６、４３２、４３５、４３８、４４１ 抵抗
４１４ トランスインピーダンス・アンプ
４１５ 差動増幅部
４１６、４１７、４２３、４２４、４３３、４３６、４３９、４４２ コンデンサ
４３１、４３４、４３７、４４０ ダイオード
４４３ ＤＣキャンセラ
４４４ 二値データ生成部
４５１ クロック生成部
４５２乃至４６１ データ保持部
４６２ クロック出力部
５００、５１０、５２０ 二値データ復調部
５３０、５５０ ビートキャンセラ
５４０ 二値データ生成部
５６０ 振幅値変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信装置に関し、特に多値に変調された光信号を復調する光受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光信号により情報を伝送する光伝送システムには、二値の光信号を高速に伝送するシステムがある。最近では、高解像度の映像が伝送されるようになってきており、多値の光信号を伝送する装置が求められている。この多値の信号を伝送する光伝送システムの受光装置として、多値の信号における信号の間隔の比に基づいて元のデータを復調する受光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この受光装置では、多値の信号における信号の間隔の比から多値信号をデータに変換するための識別レベルを設定し、この識別レベルに基づいて多値信号をデータに変換している。
【特許文献１】特開２００８−１１３３８６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来技術では、多値の信号における信号の間隔の比に基づいて多値の信号から二値のデータを取得することができる。しかしながら、このような受光装置においては、多値の信号振幅に基づいてピークホールド値を検出し、間隔の比に基づいて当該ピークホールド値を分割し、そこから二値復調の基準信号を生成するなどの処理があるため、処理速度が遅い。このため、信号の伝送揺らぎや符号依存性などへの追従が不十分となるため、高速に多値の光信号を復調することは困難であると考えられる。
【０００４】
そこで、本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、多値に変調された光信号を高速に復調することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、多値の光信号に基づいて多値振幅信号の電気信号を生成する光電変換部と、上記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、上記電気信号が上記基準信号より高い場合には、上記電気信号を上記電気信号の最小値と上記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、上記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、上記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部とを具備する光受信装置および多値／二値変換回路である。これにより、多値の電気信号から複数の二値のデータ列を生成させるという作用をもたらす。
【０００６】
また、この第１の側面において、上記振幅値変換部は、上記基準信号生成部における上記基準信号に基づいて上記電気信号を整流する整流回路を備えるようにしてもよい。これにより、電気信号における最小値と最大値との中間値を基準とする整流回路を用いて電気信号の振幅値を変換させるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記基準信号生成部は、上記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成するためのローパスフィルタを備えるようにしてもよい。これにより、ローパスフィルタを用いて電気信号における最小値と最大値との中間値から基準信号を生成させるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記光電変換部は、上記光信号から正相の上記電気信号および逆相の上記電気信号を生成し、上記基準信号生成部は、上記逆相の電気信号から高周波成分を除去するローパスフィルタによって生成される上記基準信号に基づいて上記正相の電気信号を整形するようにしてもよい。これにより、逆相の電気信号における基準信号に基づいて正相の電気信号を整形させるという作用をもたらす。この場合において、上記基準信号生成部は、上記正相の電気信号における揺らぎを除去することによって上記正相の電気信号を整形するビートキャンセラを備えるようにしてもよい。これにより、逆相の電気信号の基準信号と正相の電気信号とに基づいて揺らぎを除去することによって正相の電圧信号を整形させるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記第１の二値のデータ列に基づいてデータを同期させるクロックを生成するクロック生成部と、上記クロックに従って上記二値のデータ列を保持する第１、第２および第３のデータ保持部とをさらに具備し、上記第１のデータ保持部は、上記第１の二値データ生成部により生成された第１の二値のデータ列を保持し、上記第２のデータ保持部は、上記第２の二値データ生成部により生成された第２の二値のデータ列を保持し、上記第３のデータ保持部は、上記第１のデータ保持部に保持された上記第１の二値のデータ列を保持するようにしてもよい。これにより、データを同期させるクロックに基づいて複数の二値のデータ列を同期させるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多値に変調された光信号を高速に復調することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．光伝送システム（多値信号伝送システム：１６値振幅信号を伝送する例）
２．光送信装置（多値信号送信制御：１６値振幅信号を送信する例）
３．光信号変調方式（多値信号生成方式：１６値振幅信号を生成する例）
４．光受信装置（多値信号整形復調制御：１６値振幅信号から二値のデータ列を復調する例）
【００１２】
＜光伝送システム＞
［構成例］
図１は、本発明の実施の形態における光伝送システム１００の一構成例を示すブロック図である。光伝送システム１００は、光送信装置１１０から出力された多値の光信号を、伝送路１０２を介して伝送し、光受信装置１２０において受信するシステムである。
【００１３】
光送信装置１１０は、信号線１０１を介して供給される複数の二値のデータ列の信号を多値の光信号として送信するものである。この多値の光信号は、多値の光信号として伝送路１０２に出力される。光送信装置１１０は、二値／多値変調駆動部２００およびレーザーダイオード（ＬＤ：Laser Diode）発光部２６０を備える。
【００１４】
二値／多値変調駆動部２００は、信号線１０１を介して供給された複数の二値のデータ列の信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を発光させるものである。この二値／多値変調駆動部２００は、例えば、信号線１０１を介して４つの二値のデータ列を伝送する場合には、４つの二値のデータ列に対応する１６値の電流がレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に流れるように制御する。
【００１５】
レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、二値／多値変調駆動部２００による制御に従って生成される多値の光信号を伝送路１０２に出力するものである。レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、例えば、１６値に振幅変調された光信号を伝送路１０２に出力する。
【００１６】
光受信装置１２０は、光送信装置１１０から送信された光信号を受信するものである。この光受信装置１２０は、その受信された光信号を復調することによって、信号線１０３を介して複数の二値のデータ列の信号を出力する。この光受信装置１２０は、光電変換部１３０および多値／二値変換部４００を備える。
【００１７】
光電変換部１３０は、光送信装置１１０からの多値の光信号を受光して、その受光された光信号に基づいて多値振幅信号である電気信号を生成するものである。この光電変換部１３０は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）受光部１３１およびアナログアンプ部１３２を備える。なお、光電変換部１３０は、特許請求の範囲に記載の光電変換部の一例である。
【００１８】
フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、光送信装置１１０から伝送された多値の光信号に基づいて多値の電流信号を生成するものである。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、例えば、１６値の光信号を受光すると、１６値の電流信号を生成する。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、その生成した１６値の電流信号をアナログアンプ部１３２に供給する。
【００１９】
アナログアンプ部１３２は、フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１から供給された多値の電流信号を多値の電圧信号に変換するものである。このアナログアンプ部１３２は、例えば、１６値の電流信号に基づいて１６値の電圧信号を生成する。また、このアナログアンプ部１３２は、生成された１６値の電圧信号を増幅して、その増幅された１６値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給する。
【００２０】
多値／二値変換部４００は、アナログアンプ部１３２から供給された電圧信号に基づいて複数の二値のデータ列の信号を復調するものである。この多値／二値変換部４００は、例えば、１６値の振幅信号である電圧信号に基づいて４つの二値のデータ列を生成する。このフォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、その生成された二値のデータ列を、信号線１０３を介して出力する。なお、多値／二値変換部４００は、特許請求の範囲に記載の多値／二値変換回路の一例である。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の一構成例について図面を参照して説明する。
【００２２】
＜光送信装置＞
［第１の構成例］
図２は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第１の構成例を示す回路図である。ここでは、４つの二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）乃至（３））に基づいて１６値の光信号を生成することを想定している。
【００２３】
二値／多値変調駆動部２００は、バッファ２１１乃至２１５と、データ保持部（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）２２１乃至２２４と、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ：Laser Diode driver）２３１乃至２３４とを備える。
【００２４】
バッファ２１５は、時間情報であるクロック（Ｃｌｏｃｋ）を基準にして、データ保持部（ＣＤＲ）２２１乃至２２４に保持されるデータ信号間の同期を取るためのクロック信号を生成するものである。このバッファ２１５は、その生成したクロック信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２１乃至２２４に供給する。
【００２５】
バッファ２１１は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））に対応するデータ信号を生成するものである。このバッファ２１１は、その生成されたデータ信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２１に供給する。
【００２６】
データ保持部（ＣＤＲ）２２１は、バッファ２１１により生成されたデータ信号を保持するものである。このデータ保持部（ＣＤＲ）２２１は、バッファ２１５により供給されたクロック信号に基づいて、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１にデータ信号を供給する。
【００２７】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０から送信される光信号の振幅を制御するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量を変化させる。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１は、例えば、データ信号が「０」である場合には、駆動電流の量を変化させず、データ信号が「１」である場合には、駆動電流の量を変化させる。
【００２８】
バッファ２１１と同じ機能であるバッファ２１２乃至２１４は、３つの二値のデータ列（Ｄａｔａ（１）乃至（３））に対応するデータ信号を生成するものである。このバッファ２１２乃至２１４は、それぞれのデータ信号をデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４に供給する。
【００２９】
データ保持部（ＣＤＲ）２２１と同じ機能であるデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４は、バッファ２１２乃至２１４により生成されたデータ信号を保持するものである。このデータ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４は、バッファ２１５により供給されたクロック信号に基づいて、同期の取れたデータ信号をレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４に供給する。
【００３０】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量をそれぞれ変化させるものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる駆動電流の量を変化させるものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２乃至２３４は、例えば、データ信号が「０」である場合には駆動電流量を変化させず、データ信号が「１」である場合には駆動電流を変化させる。
【００３１】
レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０は、インダクタ２６１と、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２と、インダクタ２６３と、バイアス電流生成部２６４とを備える。
【００３２】
インダクタ２６１およびインダクタ２６３は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２を駆動させる電流におけるノイズ成分を低減するものである。このレーザーダイオード（ＬＤ）２６２を駆動させる電流におけるノイズ成分を低減させることにより、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２における１６値の光信号の生成を安定化させることができる。
【００３３】
レーザーダイオード（ＬＤ）２６２は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２自身に流れる電流量に応じて１６値の光信号を出力するものである。
【００３４】
バイアス電流生成部２６４は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２に一定のバイアス電流を供給するものである。このバイアス電流は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２が発光するために最低限必要な電流である。
【００３５】
このように、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により、駆動電流の量を１６段階に変化させることによって、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０の発光を制御する。これにより、光送信装置１１０において、１６値の光信号が生成される。
【００３６】
［第２の構成例］
図３は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第２の構成例を示す回路図である。ここでは、抵抗２５１およびコンデンサ２６５以外の構成は、図２と同様のものであるため、図２と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００３７】
図３における二値／多値変調駆動部２００は、図２に示した二値／多値変調駆動部２００の構成に加えて、抵抗２５１およびコンデンサ２６５を備えている。
【００３８】
抵抗２５１は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により生成された電流の量の変化を電圧に変換するためのものである。この抵抗２５１には、ＬＤＤ２３１乃至２３４により供給される１６値の電流が流れる。
【００３９】
コンデンサ２６５は、抵抗２５１に流れる電流によって生じた１６値の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に供給するものである。
【００４０】
このように、抵抗２５１およびコンデンサ２６５を設けることによって、図２に示した光送信装置１１０よりも波形の歪みが低減され、高速に多値の光信号を伝送することができる。
【００４１】
［第３の構成例］
図４は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第３の構成例を示す回路図である。ここでは、ＬＤＤ２４１乃至２４４、抵抗２５２、および、コンデンサ２６６以外の構成は、図３と同様のものであるため、図３と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００４２】
図４における光送信装置１１０は、図３に示した光送信装置１１０のレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４に代えて、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４、抵抗２５２およびコンデンサ２６６を備えている。
【００４３】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる正相および逆相の電流を生成するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１は、データ保持部（ＣＤＲ）２２１から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させるために電流の量を変化させる。
【００４４】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４２乃至２４４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させる正相および逆相の電流を生成するものである。このレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４２乃至２４４は、データ保持部（ＣＤＲ）２２２乃至２２４から供給されたデータ信号に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０を駆動させるために電流の量を変化させる。
【００４５】
レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４は、正相の信号線に抵抗２５１が接続され、逆相の信号線に抵抗２５２が接続される。抵抗２５２は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４が生成した逆相の電流の量の変化を電圧の変化に変換するためのものである。
【００４６】
コンデンサ２６５は、抵抗２５２に流れる電流によって生じた１６値の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）発光部２６０に供給するものである。このコンデンサ２６５は、抵抗２５１により発生した逆相の電圧の変化を二値／多値変調駆動部２００からレーザーダイオード（ＬＤ）２６２のアノード端子に供給するものである。
【００４７】
このように、光送信装置１１０は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４、抵抗２５２およびコンデンサ２６６を設けることによって、図３に示した光送信装置１１０に比べて波形の歪みを低減されることができる。
【００４８】
［第４の構成例］
図５は、本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第４の構成例を示す回路図である。ここでは、マッハツェンダ（ＭＺＩ）２６７以外の構成は、図３と同様のものであるため、図３と同符号を付してここでの説明を省略する。
【００４９】
図５における光送信装置１１０は、図４に示した光送信装置１１０の構成に加えて、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７を備えている。
【００５０】
マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７は、コンデンサ２６５およびコンデンサ２６６から供給される電圧に基づいて、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２から出力される光を変調するものである。このマッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７は、レーザーダイオード（ＬＤ）２６２から供給される光を変調することによって、１６値の光信号を生成する。
【００５１】
このように、マッハツェンダ干渉計（ＭＺＩ）２６７を設けることによって、図５に示した光送信装置１１０に比べて波形の歪みが低減されるため、高速に多値の光信号を伝送することができる。
【００５２】
次に、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４またはレーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２４１乃至２４４により生成される１６値振幅信号の一例について図面を参照して説明する。
【００５３】
＜光信号変調方式＞
［光送信装置における多値振幅信号の生成例］
図６は、本発明の実施の形態において光送信装置１１０により生成される多値振幅信号の一例を示すタイミングチャートである。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビット３１１のデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルの変化が示されている。
【００５４】
図６（ａ）は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４において生成される電流信号３１２乃至３１５を示すタイミングチャートである。ここでは、１６値の振幅レベルを生成するため、電流信号３１２、３１３、３１４、３１５の順番にそれぞれの振幅を小さく設定することを想定する。
【００５５】
電流信号３１２は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０乃至Ｄ７のビットにおいてＬ（Ｌｏｗ）レベルを示し、Ｄ８乃至Ｄ１５においてＨ（Ｈｉｇｈ）レベルを示す。
【００５６】
電流信号３１３は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３２により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１のビットにおいてＬレベルを示し、番号Ｄ４乃至Ｄ７および番号Ｄ１２乃至Ｄ１５においてＨレベルを示す。
【００５７】
電流信号３１４は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３３により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３のビットにおいてＬレベルを示し、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５のビットにおいてＨレベルを示す。
【００５８】
電流信号３１５は、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３４により生成される電流信号である。この電流信号３１２は、Ｄ０、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２およびＤ１４のビットにおいてＬレベルを示し、Ｄ１、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３およびＤ１５のビットにおいてＨレベルを示す。
【００５９】
図６（ｂ）は、図６（ａ）における電流信号３１２乃至３１５によって生成される１６値の振幅信号３２１を示すタイミングチャートである。
【００６０】
１６値の振幅信号３２１は、４つのビット列を表現する１６値（２の４乗）の振幅値を有する信号である。例えば、Ｄ０において電流信号３１２乃至３１５が全てＬレベルである場合には、１６値の振幅信号３２１は、１６の振幅レベルのうち最小値のレベルとなる。また、Ｄ７において、電流信号３１２がＬレベルであり、かつ、電流信号３１３乃至３１５が全てＨレベルである場合には、１６値の振幅信号３２１は、１６の振幅レベルのうち７番目に高いレベルとなる。
【００６１】
このように、レーザーダイオードドライバ（ＬＤＤ）２３１乃至２３４により生成された振幅が異なる電流信号３１２乃至３１５を組み合わせることによって、１６値の振幅を有する電流信号が生成され、１６値の光信号が生成される。
【００６２】
次に、本発明の実施の形態における光受信装置について図面を参照して説明する。
【００６３】
＜光受信装置＞
［構成例］
図７は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０の一構成例を示す回路図である。ここでは、１６値の光信号を受信して４つの二値のデータ列を生成する例について説明する。
【００６４】
光受信装置１２０は、光電変換部１３０および多値／二値変換部４００を備える。光電変換部１３０は、フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１およびアナログアンプ部１３２を備える。
【００６５】
フォトダイオード（ＰＤ）受光部１３１は、インダクタ４１１およびフォトダイオード４１２を備える。この構成において、インダクタ４１１は、その一端がフォトダイオード４１２のカソード端子に接続され、他端が電源端子に接続される。フォトダイオード４１２は、そのアノード端子にアナログアンプ部１３２の入力端子が接続される。
【００６６】
インダクタ４１１は、フォトダイオード（ＰＤ）４１２に供給される電流のノイズを除去するものである。
【００６７】
フォトダイオード（ＰＤ）４１２は、光送信装置１１０から伝送された１６値の光信号に基づいて１６値の電流信号を生成するものである。このフォトダイオード（ＰＤ）４１２は、その生成した１６値の電流信号をアナログアンプ部１３２に供給する。ここでは、フォトダイオード（ＰＤ）４１２により生成される１６値の電流信号には揺らぎ成分が含まれていることを想定している。ここにいう電流信号の揺らぎ成分とは、伝送路１０２の伝送特性やフォトダイオード（ＰＤ）の温度特性等により生じるものであり、低い周波数成分からなる。
【００６８】
アナログアンプ部１３２は、抵抗４１３と、トランスインピーダンス・アンプ４１４と、差動増幅部４１５と、コンデンサ４１６と、コンデンサ４１７とを備える。この構成において、抵抗４１３は、その一端がトランスインピーダンス・アンプ４１４の反転入力端子およびフォトダイオード４１２のアノード端子に接続される。さらに、抵抗４１３は、その他端がトランスインピーダンス・アンプ４１４の出力端子および差動増幅部４１５の入力端子に接続される。トランスインピーダンス・アンプ４１４は、その非反転入力端子が接地される。差動増幅部４１５は、その反転出力端子および非反転出力端子にコンデンサ４１６および４１７の一方の電極がそれぞれ接続される。コンデンサ４１６および４１７は、他方の電極が多値／二値変換部４００の入力端子にそれぞれ接続される。
【００６９】
抵抗４１３は、トランスインピーダンス・アンプ４１４の出力レベルを調整するためのものである。トランスインピーダンス・アンプ４１４は、フォトダイオード（ＰＤ）４１２から供給された１６値の電流信号を１６値の電圧信号に変換するものである。このトランスインピーダンス・アンプ４１４は、その生成した１６値の電圧信号を差動増幅部４１５に供給する。なお、このトランスインピーダンス・アンプ４１４は、抵抗４１３を設けることによって帰還回路を構成する。
【００７０】
差動増幅部４１５は、トランスインピーダンス・アンプ４１４から供給された電圧信号に基づいて、差動伝送をするための正相および逆相の電圧信号を生成するものである。この差動増幅部４１５は、その生成した１６値の電圧信号を増幅して、増幅された１６値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給する。なお、ここでは一例として、光電変換部１３０は、差動伝送方式により多値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給しているが、シングルエンド伝送方式により多値の電圧信号を多値／二値変換部４００に供給するようにしてもよい。
【００７１】
多値／二値変換部４００は、クロック生成部４５１と、データ保持部４５２乃至４６１と、クロック出力部４６２と、二値データ復調部５００乃至５２０と、ビートキャンセラ（ＢＣＣ：Beat CanCeller）５３０と、二値データ生成部５４０とを備える。
【００７２】
二値データ復調部５００は、光電変換部１３０から供給された１６値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））のデータ成分を取り除いた８値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５００は、例えば、光電変換部１３０から供給された１６値の電圧信号における揺らぎ成分を除去し、この揺らぎ成分を除去した電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する。また、この二値データ復調部５００は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））をデータ保持部４５２に供給する。また、二値データ復調部５００は、生成された８値の電圧信号を二値データ復調部５１０に供給する。
【００７３】
この二値データ復調部５００は、その入力端子に差動増幅部４１５からの出力が入力される。さらに、二値データ復調部５００は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を出力する出力端子にデータ保持部４５２の入力端子が接続され、８値の電圧信号を出力する出力端子に二値データ復調部５１０の入力端子が接続される。
【００７４】
二値データ復調部５１０は、二値データ復調部５００から供給された８値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））のデータ成分を取り除いた４値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５１０は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））をデータ保持部４５４に供給する。また、二値データ復調部５１０は、生成された４値の電圧信号を二値データ復調部５２０に供給する。
【００７５】
この二値データ復調部５１０は、その入力端子に二値データ復調部５００における８値の電圧信号の出力端子が接続される。さらに、二値データ復調部５１０は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を出力する出力端子にデータ保持部４５４が接続され、４値の電圧信号を出力する出力端子に二値データ復調部５２０が接続される。
【００７６】
二値データ復調部５２０は、二値データ復調部５１０から供給された４値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））のデータ成分を取り除いた２値の電圧信号とを生成するものである。この二値データ復調部５２０は、その生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））をデータ保持部４５７に供給する。また、二値データ復調部５２０は、生成された２値の電圧信号をビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０に供給する。
【００７７】
この二値データ復調部５２０は、その入力端子に二値データ復調部５１０における４値の電圧信号の出力端子が接続される。さらに、二値データ復調部５２０は、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を出力する出力端子にデータ保持部４５７が接続され、２値の電圧信号を出力する出力端子にビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０が接続される。
【００７８】
ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、二値データ復調部５２０から供給された電圧信号における揺らぎを除去することによって、その電圧信号を整形するものである。ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、揺らぎが除去された２値の電圧信号を二値データ生成部５４０に供給する。このビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０は、その入力端子に二値データ復調部５２０における２値の電圧信号の出力端子が接続され、出力端子に二値データ生成部５４０の入力端子が接続される。
【００７９】
二値データ生成部５４０は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０から供給された電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成するものである。この二値データ生成部５４０は、その入力端子にビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０の出力端子が接続され、出力端子にデータ保持部（ＣＤＲ）４６１の入力端子が接続される。なお、二値データ生成部５４０は、特許請求の範囲に記載の第２の二値データ生成部の一例である。
【００８０】
クロック生成部４５１は、二値データ復調部５００から供給される二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））の信号に基づいて、データ保持部４５２乃至４６１に保持されるデータを同期させるためのクロック信号を生成するものである。このクロック生成部４５１は、その入力端子に二値データ復調部５００の出力端子が接続され、出力端子にデータ保持部４５２乃至４６１およびクロック出力部４６２が接続される。なお、クロック生成部４５１は、特許請求の範囲に記載のクロック生成部の一例である。
【００８１】
データ保持部４５２は、二値データ復調部５００により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））の信号を保持するものである。このデータ保持部４５２は、クロック生成部４５１により供給されたクロック信号に基づいて、同期の取れた二値のデータ列をデータ保持部４５３に供給する。このデータ保持部４５２は、その出力端子にデータ保持部４５３の入力端子が接続される。
【００８２】
データ保持部４５４は、二値データ復調部５１０により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を保持するものである。このデータ保持部４５４は、クロック生成部４５１により供給されたクロック信号に基づいて、データ保持部４５３に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））をデータ保持部４５６に供給する。このデータ保持部４５４は、その出力端子にデータ保持部４５６の二値データ入力端子が接続される。この後、この同期の取れた二値のデータ列は、データ保持部４５６からデータ保持部４５９へ同期の取れた二値のデータ列として供給される。
【００８３】
データ保持部４５７は、二値データ復調部５２０により供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を保持するものである。このデータ保持部４５７は、クロック生成部４５１からのクロック信号に基づいて、データ保持部４５５および４５６に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）および（１））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））をデータ保持部４６０に供給する。このデータ保持部４５７は、その出力端子にデータ保持部４６０の入力端子が接続される。
【００８４】
データ保持部４６１は、二値データ生成部５４０から供給された二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を保持するものである。このデータ保持部４６１は、クロック生成部４５１からのクロック信号に基づいて、データ保持部４５８乃至４６０に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０）乃至（２））と同期の取れた二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を出力する。このとき、データ保持部４５８に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））、データ保持部４５９に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））、データ保持部４６０に保持された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））が出力される。
【００８５】
なお、データ保持部４５２は、特許請求の範囲に記載の第１のデータ保持部の一例である。なお、データ保持部４５３、４５５および４５８は、特許請求の範囲に記載の第３のデータ保持部の一例である。なお、データ保持部４５４、４５６、４５７、４５９、４６０および４６１は、特許請求の範囲に記載の第２のデータ保持部の一例である。
【００８６】
クロック出力部４６２は、クロック生成部４５１より供給されたクロック信号を出力するものである。
【００８７】
このように、多値／二値変換部４００は、１６値の電圧信号から二値のデータ列を順次取り出すことによって多値の光信号を高速に復調することができる。次に、二値データ復調部５００乃至５２０について図面を参照に説明する。
【００８８】
［多値／二値変換部の構成例］
図８は、本発明の実施の形態における二値データ復調部５００乃至５２０の一構成例を示す回路図である。ここでは、二値データ復調部５００乃至５２０は同じ構成のものであるため、二値データ復調部５００についてのみ説明する。
【００８９】
二値データ復調部５００は、二値データ生成部４４４と、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０と、振幅値変換部５６０とを備える。
【００９０】
ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、信号線５０１および信号線５０２から供給される正相および逆相の１６値の電圧信号に基づいて電圧信号における揺らぎを検出し、その検出した揺らぎ成分を用いて電圧信号を整形するものである。ここにいう電気信号における揺らぎ成分とは、伝送路１０２の伝送特性やフォトダイオード（ＰＤ）の温度特性等により生じるものであり、低い周波数成分からなる。このビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、抵抗４２１乃至４２２と、コンデンサ４２３乃至４２４と、抵抗４２５乃至４２６と、ＤＣキャンセラ（ＤＣＣ：DC Canceller）４４３とを備える。なお、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０は、特許請求の範囲に記載のビートキャンセラの一例である。
【００９１】
この構成において、抵抗４２１の一端には、信号線５０２およびＤＣキャンセラ４４３の逆相の電圧信号の入力端子が接続される。さらに、抵抗４２１の他端には、コンデンサ４２４の一方の電極、抵抗４２６の一端および信号線５１１が接続される。コンデンサ４２４の他方の電極は接地される。抵抗４２６の他端には、ＤＣキャンセラ４４３の正相の電圧信号の出力端子および信号線５１４が接続される。
【００９２】
抵抗４２２の一端には、信号線５０１およびＤＣキャンセラ４４３の正相の電圧信号の入力端子が接続される。さらに、抵抗４２２の他端には、コンデンサ４２３の一方の電極、抵抗４２５の一端および信号線５１２が接続される。コンデンサ４２３の他方の電極は接地される。抵抗４２６の他端には、ＤＣキャンセラ４４３の逆相の電圧信号の出力端子および信号線５１２が接続される。
【００９３】
抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５０１から供給される正相の電圧信号における高周波成分を除去するローパスフィルタとしての役割を果たすものである。この抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５０１の電圧信号における最大値と最小値との中間値である電圧信号を正相の基準信号として生成する。例えば、信号線５０１の電圧信号における最大値が８．５０Ｖ、最小値が１．００Ｖの場合、中間値は４．７５Ｖになる。この抵抗４２２およびコンデンサ４２３は、信号線５１２を介して生成した正相の基準信号を振幅値変換部５６０に供給する。なお、抵抗４２２およびコンデンサ４２３から構成されるローパスフィルタは、特許請求の範囲に記載の基準信号生成部の一例である。
【００９４】
さらに、ＤＣキャンセラ４４３、抵抗４２２、抵抗４２５およびコンデンサ４２３は、信号線５０１から供給される正相の電圧信号に含まれる揺らぎの信号成分を除去するものである。これらの構成において、信号線５０１からの正相の揺らぎの信号成分を含む電気信号と、抵抗４２５およびコンデンサ４２３により生成される逆相の揺らぎの信号成分とが抵抗４２２を介して足し合わされる。これにより、揺らぎ成分が除去された正相の電圧信号が二値データ生成部４４４の正相の入力端子に供給される。
【００９５】
一方、抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５０２から供給される逆相の電圧信号における高周波成分を除去するローパスフィルタとしての役割を果たすものである。この抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５０２の電圧信号における最大値と最小値との中間値の電圧信号を逆相の基準信号として生成する。この抵抗４２１およびコンデンサ４２４は、信号線５１１を介して生成した逆相の基準信号を振幅値変換部５６０に供給する。なお、抵抗４２１およびコンデンサ４２４から構成されるローパスフィルタは、特許請求の範囲に記載の基準信号生成部の一例である。
【００９６】
さらに、ＤＣキャンセラ４４３、抵抗４２１、抵抗４２６およびコンデンサ４２４は、信号線５０２から供給される逆相の電圧信号に含まれる揺らぎの信号成分を除去するものである。これらの構成において、信号線５０２からの逆相の揺らぎの信号成分を含む電気信号と、抵抗４２６およびコンデンサ４２４により生成される正相の揺らぎの信号成分とが抵抗４２１を介して足し合わされる。これにより、揺らぎ成分が除去された逆相の電圧信号が二値データ生成部４４４の逆相の入力端子に供給される。
【００９７】
振幅値変換部５６０は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０からの１６値の電圧信号（信号線５１３および５１４）を、その１６値の電圧信号における基準信号（信号線５１１および５１２）に基づいて、８値の電圧信号に変換するものである。この振幅値変換部５６０は、例えば、基準信号に基づいて電気信号を整流する整流回路により実現される。この振幅値変換部５６０は、１６値の電圧信号のうち基準信号より高い８値の電圧信号を、１６値の電圧信号の最小値と中間値との間の電圧信号に変換する。すなわち、振幅値変換部５６０は、１６値の電圧信号の振幅値を半分の電圧信号に変換する。なお、振幅値変換部５６０は、特許請求の範囲に記載の振幅値変換部および整流回路の一例である。
【００９８】
振幅値変換部５６０は、ダイオード４３１と、抵抗４３２と、コンデンサ４３３と、ダイオード４３４と、抵抗４３５と、コンデンサ４３６とを備える。さらに、振幅値変換部５６０は、ダイオード４３７と、抵抗４３８と、コンデンサ４３９と、ダイオード４４０と、抵抗４４１と、コンデンサ４４２とを備える。
【００９９】
この振幅値変換部５６０の構成において、ダイオード４３１は、そのアノード端子に信号線５１４およびダイオード４３４のカソード端子が接続され、カソード端子に抵抗４３２の一端およびコンデンサ４３３の一方の電極が接続される。ダイオード４３４は、そのアノード端子に抵抗４３５の一端およびコンデンサ４３６の一方の電極が接続される。抵抗４３２は、その他端に信号線５１２および抵抗４３５の他端が接続される。コンデンサ４３３は、その他方の電極に信号線５０５およびコンデンサ４３６の他方の電極が接続される。
【０１００】
ダイオード４３７は、そのアノード端子に信号線５１３およびダイオード４４０のカソード端子が接続され、カソード端子に抵抗４３８の一端およびコンデンサ４３９の一方の電極が接続される。ダイオード４４０は、そのアノード端子に抵抗４４１の一端およびコンデンサ４４２の一方の電極が接続される。抵抗４３８は、その他端に信号線５１１および抵抗４４１の他端が接続される。コンデンサ４３９は、その他方の電極に信号線５０６およびコンデンサ４４２の他方の電極が接続される。
【０１０１】
この振幅値変換部５６０の構成において、信号線５１４により供給される１６値の電圧信号が信号線５１２からの基準信号より大きい場合には、ダイオード４３１がオンとなり、ダイオード４３４がオフとなって、抵抗４３２に電流が流れる。これにより、信号線５１４からの電圧信号と信号線５１２からの基準信号との電位差がコンデンサ４３３および４３６を介して信号線５０５に供給される。また、信号線５１４から供給される１６値の電圧信号が信号線５１２からの基準信号より小さい場合には、ダイオード４３１がオフとなり、ダイオード４３４がオンとなって、抵抗４３５に電流が流れる。これにより、信号線５１４からの電圧信号と信号線５１２からの基準信号との電位差がコンデンサ４３３および４３６を介して信号線５０５に供給される。このコンデンサ４３３および４３６は、抵抗４３２および抵抗４３５に流れる電流により生成される電圧変化のみを信号線５０５に出力する。
【０１０２】
この構成において、例えば、図６（ｂ）で示したような１６値の電圧信号が信号線５１４により供給されることを想定する。このとき、１６値の振幅信号の値Ｄ０は１．００Ｖ、Ｄ１は１．５０Ｖ、Ｄ２は２．００Ｖ、Ｄ３は２．５０Ｖ、Ｄ４は３．００Ｖ、Ｄ５は３．５０Ｖ、Ｄ６は、４．００Ｖ、Ｄ７は４．５０Ｖとする。さらに、Ｄ８は５．００Ｖ、Ｄ９は５．５０Ｖ、Ｄ１０は６．００Ｖ、Ｄ１１は６．５０Ｖ、Ｄ１２は７．００Ｖ、Ｄ１３は７．５０Ｖ、Ｄ１４は８．００Ｖ、Ｄ１５は８．５０Ｖとする。この場合においては、信号線５１２の基準信号は４．７５Ｖとなる。
【０１０３】
この例において、ダイオード４３１は、信号線５１４から供給される電圧信号のうち５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３２に供給する。これにより、信号線５１４からの５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号と信号線５１２からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３３および４３６に供給される。そして、コンデンサ４３３および４３６は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ（Direct Current）成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０５に供給する。これに対し、ダイオード４３４は、信号線５１４から供給される電圧信号のうち１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３５に供給する。これにより、信号線５１４からの１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号と信号線５１２からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３３および４３６に供給される。そして、コンデンサ４３３および４３６は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０５に供給する。これにより、信号線５０５における振幅の幅が３．５０Ｖｐ−ｐの新たな電圧信号が生成される。
【０１０４】
一方、信号線５１３により供給される１６値の電圧信号が信号線５１１からの基準信号より大きい場合には、ダイオード４３７がオンとなり、ダイオード４４０がオフとなって、抵抗４３８に電流が流れる。これにより、信号線５１３からの電圧信号と信号線５１１からの基準信号との電位差がコンデンサ４３９および４４２を介して信号線５０６に供給される。また、信号線５１３から供給される１６値の電圧信号が信号線５１１からの基準信号より小さい場合には、ダイオード４３７がオフとなり、ダイオード４４０がオンとなって、抵抗４４１に電流が流れる。これにより、信号線５１３からの電圧信号と信号線５１１からの基準信号との電圧差がコンデンサ４３９および４４２を介して信号線５０６に供給される。このコンデンサ４３９および４４２は、抵抗４３８および抵抗４４１に流れる電流により生成される電圧変化のみを信号線５０６に出力する。
【０１０５】
この構成において、例えば、図６（ｂ）で示したような１６値の電圧信号が信号線５１３により供給されることを想定する。このとき、１６値の振幅信号の値Ｄ０は１．００Ｖ、Ｄ１は１．５０Ｖ、Ｄ２は２．００Ｖ、Ｄ３は２．５０Ｖ、Ｄ４は３．００Ｖ、Ｄ５は３．５０Ｖ、Ｄ６は、４．００Ｖ、Ｄ７は４．５０Ｖとする。さらに、Ｄ８は５．００Ｖ、Ｄ９は５．５０Ｖ、Ｄ１０は６．００Ｖ、Ｄ１１は６．５０Ｖ、Ｄ１２は７．００Ｖ、Ｄ１３は７．５０Ｖ、Ｄ１４は８．００Ｖ、Ｄ１５は８．５０Ｖとする。この場合においては、信号線５１１の基準信号は４．７５Ｖとなる。
【０１０６】
この例において、ダイオード４３７は、信号線５１３から供給される電圧信号のうち５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号を抵抗４３８に供給する。これにより、信号線５１３からの５．００乃至８．５０Ｖの電圧信号と信号線５１１からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５Ｖ乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３９および４４２に供給される。そして、コンデンサ４３９および４４２は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０６に供給する。これに対し、ダイオード４４０は、信号線５１３から供給される電圧信号のうち１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号を抵抗４４１に供給する。これにより、信号線５１３からの１．００乃至４．５０Ｖの電圧信号と信号線５１１からの４．７５Ｖの基準信号との電位差である０．２５乃至３．７５Ｖがコンデンサ４３９および４４２に供給される。そして、コンデンサ４３９および４４２は、供給される０．２５乃至３．７５Ｖの電位差のうち０．２５ＶをＤＣ成分としてカットし、０．００乃至３．５０Ｖの電位差を信号線５０６に供給する。これにより、信号線５０６における振幅の幅が３．５０Ｖｐ−ｐの新たな電圧信号が生成される。
【０１０７】
二値データ生成部４４４は、ＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３から供給された電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成するものである。この二値データ生成部４４４は、その生成した二値のデータ列を信号線５０３および５０４を介して供給する。
【０１０８】
このように、二値データ復調部５００は、振幅値変換部５６０により１６値の振幅値を半分の８値の振幅値に変換することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））のデータ成分が取り除かれた新たな８値の電圧信号を生成することができる。また、二値データ復調部５００は、二値データ生成部４４４において１６値の電気信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成することができる。
【０１０９】
なお、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４は、特許請求の範囲に記載の第１の二値データ生成部の一例である。
【０１１０】
なお、二値データ復調部５１０および５２０における二値データ生成部４４４は、特許請求の範囲に記載の第２の二値データ生成部の一例である。
【０１１１】
ここでは、二値データ復調部５００により、１６値の電気信号に基づいて、８値の電気信号および１つの二値データ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例について示したが、二値データ復調部５１０および５２０においても同様の信号処理を行う。二値データ復調部５１０は、二値データ復調部５００からの８値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））のデータ成分が取り除かれた４値の電圧信号とを生成する。さらに、二値データ復調部５２０は、二値データ復調部５１０からの４値の電圧信号に基づいて、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））と、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））のデータ成分が取り除かれた２値の電気信号とを生成する。
【０１１２】
［１６値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図９は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において１６値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。ここでは、光送信装置１１０において図６（ｂ）の振幅信号３２１に基づいて生成された光信号を受信した場合について説明する。
【０１１３】
図９（ａ）は、光電変換部１３０により生成された揺らぎを含む１６値の電圧信号を示す図である。電圧信号６１１は、光電変換部１３０により生成された１６値の電圧信号であり、揺らぎ成分を含んだ信号である。なお、この電圧信号６１１は、二値データ復調部５００におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０の入力端子とに供給される。
【０１１４】
図９（ｂ）は、二値データ復調部５００におけるビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０において揺らぎが除去された１６値の電圧信号を示す図である。電圧信号６２１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０によって電圧信号６１１における揺らぎが除去された１６値の電圧信号である。判断基準電圧６２２は、二値データ生成部４４４により二値のデータ列を生成するための判断基準を概念的に示したものである。この判断基準電圧６２２は、電圧信号６２１における最大値と最小値との中間値に相当する。なお、この電圧信号６２１は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１１５】
図９（ｃ）は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列を示す図である。電圧信号６３１は、二値データ復調部５００における二値データ生成部４４４において、図９（ｂ）における判断基準電圧６２２を基準として電圧信号６２１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ［０］）である。例えば、電圧信号６２１が判断基準電圧６２２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６２１が判断基準電圧６２２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。なお、この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ［０］）は、データ保持部４５２に供給される。
【０１１６】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６２２を基準として１６値の電圧信号６１１に基づいてビットの「０」および「１」を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ[０]）を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６１１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、８値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１１７】
［８値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１０は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において８値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ[１]）を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１１８】
図１０（ａ）は、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０において電圧信号６１１の振幅値が１６値から８値に変換された電圧信号を示す図である。
【０１１９】
電圧信号６４１は、二値データ復調部５００における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む１６値の電圧信号６１１に基づいて生成された８値の電圧信号である。Ｄ０乃至Ｄ７における電圧信号６４１は、信号線５１２からの電圧信号６１１における基準信号と、Ｄ０乃至Ｄ７における電圧信号６１１とに基づいて生成される。また、Ｄ８乃至Ｄ１５における電圧信号６４１は、信号線５１２からの電圧信号６１１における基準信号と、Ｄ８乃至Ｄ１５における電圧信号６１１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号６４１は、二値データ復調部５１０におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０の多値信号入力端子とに供給される。
【０１２０】
図１０（ｂ）は、二値データ復調部５１０において揺らぎが除去された８値の電圧信号を示す図である。電圧信号６５１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６４１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧６５２は、二値データ生成部４４４により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号６５１は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１２１】
図１０（ｃ）は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を示す図である。電圧信号６６１は、二値データ復調部５１０における二値データ生成部４４４において、判断基準電圧６５２を基準として電圧信号６５１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））である。例えば、電圧信号６５１が判断基準電圧６５２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６５１が判断基準電圧６５２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））は、データ保持部４５４に供給される。
【０１２２】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６５２を基準として８値の電圧信号６５１に基づいてビットの値を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（１））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６４１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、４値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１２３】
［４値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１１は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において４値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１２４】
図１１（ａ）は、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０において電圧信号６７１の振幅値が８値から４値に変換された電圧信号を示す図である。
【０１２５】
電圧信号６７１は、二値データ復調部５１０における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む８値の電圧信号６４１に基づいて生成された４値の電圧信号である。Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６７１は、電圧信号６４１における基準信号と、Ｄ０乃至Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６４１とに基づいて生成される。また、Ｄ４乃至Ｄ７およびＤ１２乃至Ｄ１５における電圧信号６７１は、電圧信号６４１における基準信号と、Ｄ３およびＤ８乃至Ｄ１１における電圧信号６４１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号６７１は、二値データ復調部５２０におけるＤＣキャンセラ（ＤＣＣ）４４３の入力端子と、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０の多値信号入力端子とに供給される。
【０１２６】
図１１（ｂ）は、二値データ復調部５２０において揺らぎが除去された４値の電圧信号を示す図である。電圧信号６８１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６７１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧６８２は、二値データ生成部４４４により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号６８１は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４に供給される。
【０１２７】
図１１（ｃ）は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を示す図である。電圧信号６９１は、二値データ復調部５２０における二値データ生成部４４４において、判断基準電圧６８２を基準として電圧信号６８１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））である。例えば、電圧信号６８１が判断基準電圧６８２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号６８１が判断基準電圧６８２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））は、データ保持部４５７に供給される。
【０１２８】
このように、二値データ生成部４４４により判断基準電圧６８２を基準として４値の電圧信号６８１に基づいてビットの値を判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５５０により電圧信号６７１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部４４４による誤検出を低減することができる。次に、２値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例について図面を参照して説明する。
【０１２９】
［２値の電圧信号から二値のデータ列を生成する例］
図１２は、本発明の実施の形態における光受信装置１２０において２値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成する例を示す図である。ここでは、横軸を時間軸として、１６ビットのデータ列（Ｄ０乃至Ｄ１５）における信号レベルが示されている。
【０１３０】
図１２（ａ）は、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０において電圧信号６７１の振幅値が４値から２値に変換された電圧信号を示す図である。電圧信号７０１は、二値データ復調部５２０における振幅値変換部５６０により、揺らぎを含む４値の電圧信号６７１に基づいて生成された２値の電圧信号である。Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３における電圧信号７０１は、電圧信号６７１における基準信号と、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２およびＤ１３における電圧信号６４１とに基づいて生成される。また、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５における電圧信号７０１は、電圧信号６７１における基準信号と、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４およびＤ１５における電圧信号６７１とに基づいて生成される。なお、この電圧信号７０１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０の入力端子に供給される。
【０１３１】
図１２（ｂ）は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０において揺らぎが除去された２値の電圧信号を示す図である。電圧信号７１１は、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０により電圧信号７０１における揺らぎが除去された信号である。判断基準電圧７１２は、二値データ生成部５４０により二値データを生成するための判断基準を概念的に示したものである。なお、この電圧信号７１１は、二値データ生成部５４０に供給される。
【０１３２】
図１２（ｃ）は、二値データ生成部５４０において生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を示す図である。電圧信号７２１は、二値データ生成部５４０において、判断基準電圧７１２を基準として電圧信号７１１に基づいて生成される二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））である。例えば、電圧信号７１１が判断基準電圧７１２より低い場合には、「０」を示す二値のデータが生成され、電圧信号７１１が判断基準電圧７１２より高い場合には、「１」を示す二値のデータが生成される。なお、この生成された二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））は、データ保持部４６１に供給される。
【０１３３】
このように、二値データ生成部５４０により判断基準電圧７１２を基準として２値の電圧信号７１１に基づいて判断することによって、二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を検出することができる。また、ビートキャンセラ（ＢＣＣ）５３０により電圧信号７０１における揺らぎを除去することによって、二値データ生成部５４０による誤検出を低減することができる。
【０１３４】
このように、本発明の実施の形態における光受信装置１２０によれば、１６値の光信号における４つの二値のデータ列を高速に復調することができる。
【０１３５】
なお、本願発明の実施の形態では、１６値の電圧信号から４つの二値のデータ列を生成する例を説明したが、多値の電圧信号の振幅数に応じて二値データ復調部５００乃至５２０の数を増減させることによって、１６値以外の電圧信号にも適用することができる。
【０１３６】
なお、本発明の実施の形態は、カムコーダやビデオレコーダ等の撮像装置や画像記憶装置において、装置間で高速に情報を伝送する光伝送装置として適用することができる。
【０１３７】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、上述のように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１３８】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施の形態における光伝送システム１００の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第１の構成例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第２の構成例を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第３の構成例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態における光送信装置１１０の第４の構成例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態において光送信装置１１０により生成される多値振幅信号の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における光受信装置１２０の一構成例を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態における二値データ復調部５００乃至５０２の一構成例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において１６値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（０））を生成する例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において８値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ[１]）を生成する例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において４値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（２））を生成する例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における光受信装置１２０において２値の電圧信号に基づいて二値のデータ列（Ｄａｔａ（３））を生成する例を示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１００ 光伝送システム
１０１、１０３、５０１乃至５０６、５１１乃至５１４ 信号線
１０２ 伝送路
１１０ 光送信装置
１２０ 光受信装置
１３０ 光電変換部
１３１ フォトダイオード受光部
１３２ アナログアンプ部
２００ 二値／多値変調駆動部
２６０ レーザーダイオード発光部
４００ 多値／二値変換部
４１１ インダクタ
４１２ フォトダイオード
４１３、４２１、４２２、４２５、４２６、４３２、４３５、４３８、４４１ 抵抗
４１４ トランスインピーダンス・アンプ
４１５ 差動増幅部
４１６、４１７、４２３、４２４、４３３、４３６、４３９、４４２ コンデンサ
４３１、４３４、４３７、４４０ ダイオード
４４３ ＤＣキャンセラ
４４４ 二値データ生成部
４５１ クロック生成部
４５２乃至４６１ データ保持部
４６２ クロック出力部
５００、５１０、５２０ 二値データ復調部
５３０、５５０ ビートキャンセラ
５４０ 二値データ生成部
５６０ 振幅値変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値の光信号に基づいて多値振幅信号の電気信号を生成する光電変換部と、
前記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、
前記電気信号が前記基準信号より高い場合には、前記電気信号を前記電気信号の最小値と前記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、
前記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、
前記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部と
を具備する光受信装置。
【請求項２】
前記振幅値変換部は、前記基準信号生成部における前記基準信号に基づいて前記電気信号を整流する整流回路を備える請求項１記載の光受信装置。
【請求項３】
前記基準信号生成部は、前記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成するためのローパスフィルタを備える請求項１記載の光受信装置。
【請求項４】
前記光電変換部は、前記光信号から正相の前記電気信号および逆相の前記電気信号を生成し、
前記基準信号生成部は、前記逆相の電気信号から高周波成分を除去するローパスフィルタによって生成される前記基準信号に基づいて前記正相の電気信号を整形する
請求項１記載の光受信装置。
【請求項５】
前記基準信号生成部は、前記正相の電気信号における揺らぎを除去することによって前記正相の電気信号を整形するビートキャンセラを備える請求項４記載の光受信装置。
【請求項６】
前記第１の二値のデータ列に基づいてデータを同期させるクロックを生成するクロック生成部と、前記クロックに従って前記二値のデータ列を保持する第１、第２および第３のデータ保持部とをさらに具備し、
前記第１のデータ保持部は、前記第１の二値データ生成部により生成された第１の二値のデータ列を保持し、
前記第２のデータ保持部は、前記第２の二値データ生成部により生成された第２の二値のデータ列を保持し、
前記第３のデータ保持部は、前記第１のデータ保持部に保持された前記第１の二値のデータ列を保持する
請求項１記載の光受信装置。
【請求項７】
多値振幅信号である電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、
前記電気信号が前記基準信号より高い場合には、前記電気信号を前記電気信号の最小値と前記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、
前記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、
前記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部と
を具備する多値／二値変換回路。
【請求項１】
多値の光信号に基づいて多値振幅信号の電気信号を生成する光電変換部と、
前記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、
前記電気信号が前記基準信号より高い場合には、前記電気信号を前記電気信号の最小値と前記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、
前記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、
前記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部と
を具備する光受信装置。
【請求項２】
前記振幅値変換部は、前記基準信号生成部における前記基準信号に基づいて前記電気信号を整流する整流回路を備える請求項１記載の光受信装置。
【請求項３】
前記基準信号生成部は、前記電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成するためのローパスフィルタを備える請求項１記載の光受信装置。
【請求項４】
前記光電変換部は、前記光信号から正相の前記電気信号および逆相の前記電気信号を生成し、
前記基準信号生成部は、前記逆相の電気信号から高周波成分を除去するローパスフィルタによって生成される前記基準信号に基づいて前記正相の電気信号を整形する
請求項１記載の光受信装置。
【請求項５】
前記基準信号生成部は、前記正相の電気信号における揺らぎを除去することによって前記正相の電気信号を整形するビートキャンセラを備える請求項４記載の光受信装置。
【請求項６】
前記第１の二値のデータ列に基づいてデータを同期させるクロックを生成するクロック生成部と、前記クロックに従って前記二値のデータ列を保持する第１、第２および第３のデータ保持部とをさらに具備し、
前記第１のデータ保持部は、前記第１の二値データ生成部により生成された第１の二値のデータ列を保持し、
前記第２のデータ保持部は、前記第２の二値データ生成部により生成された第２の二値のデータ列を保持し、
前記第３のデータ保持部は、前記第１のデータ保持部に保持された前記第１の二値のデータ列を保持する
請求項１記載の光受信装置。
【請求項７】
多値振幅信号である電気信号における最小値と最大値との中間値を基準信号として生成する基準信号生成部と、
前記電気信号が前記基準信号より高い場合には、前記電気信号を前記電気信号の最小値と前記基準信号との間の振幅値に変換することによって新たな電気信号を生成する振幅値変換部と、
前記電気信号に基づいて第１の二値のデータ列を生成する第１の二値データ生成部と、
前記新たな電気信号に基づいて第２の二値のデータ列を生成する第２の二値データ生成部と
を具備する多値／二値変換回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４１３７３（Ｐ２０１０−１４１３７３Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１２８０３（Ｐ２００８−３１２８０３）
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月９日（２００８．１２．９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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