JP2016213579A - 光受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時であっても光信号を受信可能な光受信装置を、安価で耐久性が高いデバイスを用いて実現する。
【解決手段】光信号を対応する電流に変換する光電変換手段（フォトダイオード１２）と、光電変換手段に直列接続され、電流を電圧に変換して電気信号として出力する電流電圧変換手段１３と、直列接続された光電変換手段と電流電圧変換手段に対して電源電力を供給する電源供給手段（電源Ｖｃｃ）と、光電変換手段と電流電圧変換手段とに対して並列して接続されるとともに、電源供給手段によって電源電力が供給される場合には逆方向バイアス状態となって電気抵抗が増大し、電源電力が供給されない場合には順方向バイアス状態となって電気抵抗が減少する整流手段（ダイオード１１）と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光受信装置に関するものである。

告知放送と、テレビ放送とを多重化して、光伝送網を介して家庭に配信する技術が従来から知られている。告知放送は、災害情報等の伝達にも利用されるため、このような放送を受信する光受信装置は、商用電源が停電した場合でも、告知放送を含む光信号を受信できるようにする必要がある。

商用電源が停電した場合でも、告知放送を含む光信号を受信できるようにする技術としては、例えば、特許文献１および特許文献２に開示された技術がある。

特許文献１に開示された技術では、図１１（特許文献１の図１に対応する図）に示すように、ＰＩＮフォトダイオード１０５のアノードとカソードを、フォトＭＯＳリレー１２４の２次側を介して接続し、直流リターン回路２１０を形成する。商用電源が通電している場合は、フォトＭＯＳリレー１２４により直流リターン回路２１０は切断し、商用電源が停電している場合は、フォトＭＯＳリレー１２４により直流リターン回路２１０が導通する。直流リターン回路２１０全体の抵抗値は、自己バイアス電圧によってＰＩＮフォトダイオード１０５が無バイアス時の内部電界を破壊されない範囲に設定されている。これにより、商用電源が停電している場合であっても告知放送を含む光信号を受信できる。

特許文献２に開示された技術では、図１２（特許文献２の図２に対応する図）に示すように、光／電気変換素子Ｄ２１のカソード側とアノード側のいずれかにバイアス電源を接続し、その電源と同じラインに無給電時でも電流が流れるデバイスＩＣ２１を接続し、デバイスＩＣ２１の出力側を給電時出力端子、光／電気変換素子Ｄ２１の他方側を無給電時出力端子とし、給電時には光信号が光／電気変換素子Ｄ２１で光／電気変換されるとデバイスＩＣ２１を介して電流が流れてＲＦ信号が給電時出力端子に出力され、無給電時には光／電気変換されたＲＦ信号が無給電時出力端子から出力されるようにしている。これにより、無給電時出力端子に告知端末装置を接続して無給電時でも告知放送を含む光信号を受信できる。

特開２００９−１１１４４５号公報 特開２０１０−１３６０１８号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、フォトＭＯＳリレー１２４が高価であり、また、耐久性に問題があるので長期の運用に不安がある。また、特許文献２に開示された技術では、デバイスＩＣ２１が一般的でないことから、入手が困難であり、また、高価であるという問題がある。

また、特許文献１に開示された技術では、フォトＭＯＳリレー１２４を使用するため、直流リターン回路２１０と並列して発光ダイオード１２４ａおよび電流制限抵抗１０４ｂを別途商用電源と接続する必要があり回路構成が複雑になるとともに、電源回路の不具合等により商用電力から供給される電力が低下した場合にフォトＭＯＳリレー１２４により直流リターン回路２１０をオンにしてしまい、光信号を電気信号に変換する際に該信号を不要に劣化させる、または、光信号を電気信号に変換できなくなってしまう可能性があるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、停電時であっても光信号を受信可能な光受信装置を、安価で耐久性が高く、かつ、簡易な構成を用いて実現することを目的としている。

また、本発明は、停電等により商用電源からの電源供給が遮断された場合に、告知放送を含む光信号を確実に受信可能な光受信装置を実現することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、光信号を受信して電気信号に変換する光受信装置において、前記光信号を対応する電流に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段に直列接続され、前記電流を電圧に変換して前記電気信号として出力する電流電圧変換手段と、前記直列接続された前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段に対して電源電力を供給する電源供給手段と、前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段とに対して並列して接続されるとともに、前記電源供給手段によって前記電源電力が供給される場合には逆方向バイアス状態となって電気抵抗が増大し、前記電源電力が供給されない場合には順方向バイアス状態となって電気抵抗が減少する整流手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、停電時であっても光信号を受信可能な光受信装置を、安価で耐久性が高いデバイスを用いて実現することができる。

また、本発明は、前記整流手段は、ダイオードによって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、安価で耐久性が高いダイオードによって、停電時であっても光信号を受信可能な光受信装置を得ることができる。

また、本発明は、前記整流手段は、ショットキーバリアダイオードによって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、逆電圧が低いショットキーバリアダイオードによって信号の損失を少なくすることができる。

また、本発明は、前記整流手段は、複数のダイオードが並列接続されて構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、ダイオードの逆方向電圧を下げることで、信号の損失を少なくすることができる。

また、本発明は、前記電流電圧変換手段から前記電気信号を取得する第１の信号取得手段と、前記電源供給手段から電源が供給される場合に、前記第１の信号取得手段によって取得された前記電気信号を増幅する増幅手段と、をさらに有することを特徴とする。
このような構成によれば、給電時には、出力信号レベルを増加させることができる。

また、本発明は、前記電流電圧変換手段から前記電気信号を取得する第２の信号取得手段と、前記第１および第２信号取得手段のいずれか一方を選択して、前記電気信号を出力端子に供給する選択手段と、をさらに有し、前記選択手段は、前記電源供給手段から電源が供給される場合に、前記第１の信号取得手段を選択して増幅された前記電気信号を出力端子に供給するとともに、前記電源供給手段から電源が供給されない場合に、前記第２の信号取得手段を選択して前記電気信号を前記出力端子に供給することを特徴とする。
このような構成によれば、電源の供給の有無に応じて、適切な出力を得ることが可能になる。

また、本発明は、前記直列接続された前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段との後段において、並列接続された抵抗とコンデンサとがさらに直列接続され、前記抵抗と前記コンデンサに印加される電圧に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、給電時には、一定の信号レベルの電気信号を出力することができる。

また、本発明は、前記電源供給手段から電源電力が供給されている場合には導通状態となり、前記電源電力が供給されていない場合には遮断状態となる半導体スイッチが、前記抵抗とコンデンサに対してさらに並列接続されていることを特徴とする。
このような構成によれば、抵抗素子およびコンデンサ素子による損失を抑制することでより大きな出力信号を得ることができる。

また、本発明は、前記半導体スイッチは、ＰチャンネルＦＥＴによって構成されることを特徴とする。
このような構成によれば、簡単な回路構成により、無給電時には、抵抗素子とコンデンサ素子を導通状態とすることができる。

また、本発明は、前記電気信号は告知放送信号を含むことを特徴とする。
このような構成によれば、停電時においても、緊急情報等を含む告知放送を確実に再生することができる。

本発明によれば、停電時であっても光信号を受信可能な光受信装置を、安価で耐久性が高いデバイスを用いて実現することが可能となる。

本発明の実施形態に係る電源装置の動作原理を説明する図である。 図１に示すフォトダイオードの逆電圧と遮断周波数の関係を示す図である。 図１に示すフォトダイオードの逆電圧を変えた場合の照度と出力電流の関係を示す図である。 図１に示すフォトダイオードに入力される光信号の一例を模式的に示す図である。 図１に示すフォトダイオードの照度を変化させた場合の電圧と電流の関係を示す図である。 本発明の実施形態の構成例を示す図である。 本発明の実施形態の構成例を示す図である。 種類の異なるダイオードの順方向電圧と順方向電流の関係を示す図である。 図８に示すダイオードを用いた場合の光入力レベルと損失の関係を示す図である。 本発明の変形実施態様の構成例を示す図である。 従来技術の構成を示す図である。 従来技術の構成を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の実施形態の構成の説明
以下では、図１を参照して、本発明の実施形態に係る光受信装置の動作原理を説明した後、図６を参照して本発明の実施形態に係る光受信装置の詳細な構成例を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光受信装置の動作原理を説明するための図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る光受信装置１は、ダイオード１１、フォトダイオード１２、および、電流電圧変換素子１３を有し、各家庭に配置され、告知放送信号とテレビ放送信号とが多重化された光信号を受信して電気信号に変換した後、テレビジョン受像機と告知端末装置に供給する。

ここで、ダイオード１１は、アノードが接地され、カソードが電源Ｖｃｃに接続される。フォトダイオード１２は、アノードが電流電圧変換素子１３の一方の端子に接続され、カソードが電源Ｖｃｃに接続される。フォトダイオード１２は、光伝送網を介して伝送される光信号を受信し、電気信号に変換して出力する。電流電圧変換素子１３は、例えば、トランス、インダクタ、および、抵抗素子のいずれか１つによって構成されるか、または、これらの組み合わせ等によって構成され、フォトダイオード１２から出力される電流を電圧信号に変換して出力する。フォトダイオード１２と電流電圧変換素子１３は直列接続され、フォトダイオード１２のカソードには電源Ｖｃｃが印加される。また、ダイオード１１は、直列接続されたフォトダイオード１２および電流電圧変換素子１３と並列接続され、カソードに電源Ｖｃｃが印加される。

つぎに、図１に示す実施形態の動作について説明する。電源Ｖｃｃは商用電源を降圧して整流する等により生成される。このため、商用電源が正常である場合には、ダイオード１１とフォトダイオード１２には逆方向バイアスが印加される。この時、ダイオード１１は電気抵抗が増大し、ダイオード１１に流れる電流が略ない状態となる。また、フォトダイオード１２には、電源Ｖｃｃが電流電圧変換素子１３との間で分圧された電圧が逆電圧Ｖｐｄとして印加される。

図２は、フォトダイオード１２に印加される逆電圧Ｖｐｄと、遮断周波数の関係を示す図である。この図２に示すように、フォトダイオード１２に印加される逆電圧Ｖｐｄが大きくなると、遮断周波数が高くなる。すなわち、逆電圧Ｖｐｄを大きく設定することで、フォトダイオード１２の高周波特性を改善することができる。図３は、フォトダイオード１２に印加される逆電圧Ｖｐｄを変えた場合の照度と出力電流との関係を示す図である。この図３に示すように、フォトダイオード１２に印加される逆電圧Ｖｐｄが大きくなると直線性が改善する。フォトダイオード１２は、光信号が入力されると、該光信号に対応する電気信号を出力するが、Ｖｐｄを大きくすると電気信号の歪特性が劣化する場合がある。このため、フォトダイオード１２に印加する逆電圧Ｖｐｄは、高周波特性と直線性および歪特性等を考慮して決定する。

商用電源が通電状態において、フォトダイオード１２に対して光信号が入力されると、フォトダイオード１２は、光信号を対応する電気信号に変換して出力する。より詳細には、例えば、図４に示すような光照度Ｌ０をオフセットとして時間的に光照度が変化する光信号が入力された場合、フォトダイオード１２に流れる電流が光照度に応じて変化する。図５は、フォトダイオード１２に入力する光照度を変化させた場合における電圧と電流の関係を示す図である。ここで、曲線（ａ）は、フォトダイオード１２に光を入力しない場合の電圧と電流の関係を示す。また、曲線（ｂ）は、フォトダイオード１２に所定の照度の光を入力した場合の電圧と電流の関係を示す。さらに、曲線（ｃ）は、フォトダイオード１２に、曲線（ｂ）よりも強い照度の光を入力した場合の電圧と電流の関係を示す。この図５に示すように、フォトダイオード１２に入射される光の照度が高くなると、電流がＩａ，Ｉｂ，Ｉｃに示すように照度に応じて大きくなる。このため、図４に示すような光信号がフォトダイオード１２に入力された場合には、図４に示す光照度Ｌ０に対応する電流を動作の中心点として、光信号の照度に応じて電流が増減することになる。

フォトダイオード１２に流れる電流が光信号の照度に応じて変化すると、電流電圧変換素子１３に流れる電流も変化する。電流電圧変換素子１３は、フォトダイオード１２に流れる電流を電圧に変換して、出力電圧Ｖｏとして出力する。このような出力電流には、テレビ放送信号と告知放送信号とが多重化されて含まれている。後段の回路では、例えば、フィルタ回路を用いることで、周波数帯域が異なるテレビ放送信号と告知放送信号とを分離することができる。

つぎに、商用電源の停電によって、電源Ｖｃｃが失われた場合の動作について説明する。電源Ｖｃｃが失われると、ダイオード１１は逆方向バイアスの状態ではなくなる。このような状態において、図４に示す光信号がフォトダイオード１２に入力されると、入力された光信号の照度に対応する電流がフォトダイオード１２から出力される。このような電流は、電流電圧変換素子１３を介してダイオード１１に印加される。この時、ダイオード１１は順方向バイアス状態となって電気抵抗が減少した状態となる。

ダイオード１１が順方向バイアス状態になると、フォトダイオード１２のアノードから出力される電流は、電流電圧変換素子１３およびダイオード１１を介してフォトダイオード１２のカソードに環流する。このとき、電源Ｖｃｃを供給する図示しない電源回路では、電源電圧を制御するための出力トランジスタが遮断状態となっているので、ダイオード１１のカソードから出力された電流は電源回路側に流れない。このため、フォトダイオード１２のアノードから出力される電流は略全てフォトダイオード１２のカソードに環流する。フォトダイオード１２に入力される光信号の照度が、図４に示すように時間の経過とともに変化すると、フォトダイオード１２から出力される電流の大きさも光信号の照度に応じて変化する。電流電圧変換素子１３は、このような電流に対応する電圧を変換して出力する。前述したように、後段の回路では、フィルタ回路を用いることで、周波数帯域が異なるテレビ放送信号と告知放送信号を分離することができる。

以上のような動作により、商用電源が正常である場合には、フォトダイオード１２に印加する逆電圧Ｖｐｄを適切に設定することで、周波数特性と直線性を高めることができることから、告知放送だけでなく、周波数の高いテレビ放送を効率良く受信することができる。また、商用電源が停電となった場合には、逆電圧Ｖｐｄは印加されないので、周波数特性と直線性は正常時に比較して低下するものの、周波数が低い告知放送は大きな影響を受けることなく受信することができる。このため、停電時においても、災害情報等の告知放送を確実に受信することができる。また、図１に示す実施形態ではダイオード１１を使用し、従来技術のように特殊なデバイスを使用していないので、装置の製造コストを低減するとともに、簡易な構成で余分な回路構成を省く事ができるので、長期に使用される場合でも確実な動作を期待することができる。

つぎに、図６を参照して、本発明の実施形態に係る光受信装置の詳細な構成例について説明する。図６に示す光受信装置１０は、ダイオード１１、フォトダイオード１２、トランス１３１、コイル１４、抵抗素子１５、コンデンサ素子１６、増幅器１７、スイッチ１８、および、出力端子１９を主要な構成要素としている。

ここで、ダイオード１１は、例えば、ショットキーバリアダイオードによって構成され、アノードが接地され、カソードがコイル１４および電源Ｖｃｃに接続されている。フォトダイオード１２は、アノードがトランス１３１の一方の一次端子に接続され、カソードがコイル１４の一方の端子とスイッチ１８の一方の入力端子に接続されている。フォトダイオード１２は、図示しない光伝送網を介して伝送されてきた光信号が入力され、光信号の照度に応じた電流を出力する。トランス１３１は、一方の一次端子がフォトダイオード１２のアノードに接続され、他方の一次端子が抵抗素子１５およびコンデンサ素子１６の一方の端子に接続され、二次端子が増幅器１７の入力端子に接続されている。コイル１４は、一方の端子がフォトダイオード１２のカソードとスイッチ１８の一方の入力端子に接続され、他方の端子が電源Ｖｃｃおよびダイオード１１のカソードに接続されている。抵抗素子１５およびコンデンサ素子１６は互いに並列接続され、一方の端子がトランス１３１の他方の一次端子に接続され、他方の端子が接地されている。増幅器１７は、入力端子がトランス１３１の二次端子に接続され、出力端子がスイッチ１８の他方の入力端子に接続されている。増幅器１７は、入力端子から入力された信号を利得ｇで増幅して出力端子から出力する。スイッチ１８は、例えば、半導体スイッチによって構成され、２つの入力端子のいずれか一方を選択して出力端子に接続する。より詳細には、スイッチ１８は、商用電源が給電時には、図６に示す下側の入力端子を選択し、商用電源が無給電時（停電時）には、図６に示す上側の入力端子を選択する。

つぎに、図６に示す実施形態の動作について説明する。以下では、図６を参照して商用電源が正常である給電時の動作について説明した後、図７を参照して無給電時の動作について説明する。

まず、図６を参照して給電時の動作について説明する。給電時には、電源Ｖｃｃがコイル１４およびダイオード１１に供給されるとともに、増幅器１７およびスイッチ１８にも供給される。この結果、ダイオード１１は逆方向バイアス状態となるので、電気抵抗が増大した状態となる。また、増幅器１７に電源が供給されると、増幅器１７に入力された信号を利得ｇで増幅して出力する。また、スイッチ１８は、図６に示すように図の下側の入力端子を選択した状態となる。さらに、コイル１４およびトランス１３１は、直流に対してはインピーダンスが略０であり、また、コンデンサ素子１６は直流に対してはインピーダンスが略無限大であるので、コイル１４に印加された電源Ｖｃｃは、フォトダイオード１２と抵抗素子１５によって分圧された状態となる。すなわち、フォトダイオード１２に印加される電圧をＶｐｄとし、抵抗素子１５に印加される電圧をＶｒとすると、Ｖｃｃ＝Ｖｐｄ＋Ｖｒとなる。

このような状態において、図４に示すような光信号がフォトダイオード１２に入力された場合、図４に示す照度に応じた電流がフォトダイオード１２から出力される。図４に示す信号のうち、交流成分については高周波信号であるので、コンデンサ素子１６はインピーダンスが略０となることから、コイル１４、フォトダイオード１２、および、トランス１３１によって交流成分が分圧される。このとき、トランス１３１に印加される電圧をＶｔとし、トランス１３１の二次端子への出力がＶｔの１／２であるとすると、トランス１３１の二次端子に出力される電圧はＶｔ／２となる。トランス１３１の二次端子から出力された電圧は、増幅器１７で利得ｇによって増幅されて出力されるので、増幅器１７の出力はｇ・Ｖｔ／２となる。このため、出力端子１９からはｇ・Ｖｔ／２の電圧が出力される。すなわち、出力端子１９からは、図４に示す交流成分に対応する信号が増幅されて出力される。このような交流信号は、後段の回路に供給され、テレビ放送信号と告知信号とが分離され、テレビジョン受像機と告知端末装置に供給される。

なお、増幅器１７の利得ｇは、抵抗素子１５に現れる電圧に応じて利得制御がされている。より詳細には、抵抗素子１５には、図４に示す照度の直流成分Ｌ０に対応する電圧が現れる。この直流成分Ｌ０は、受信した光信号レベルに対応しているので、抵抗素子１５に現れる信号レベルに応じて利得ｇを制御する、例えば、光信号レベルが低い場合には利得ｇを大きくし、光信号レベルが高い場合には利得ｇを小さくすることで、出力端子１９からの出力信号レベルを一定に保つことができる。

つぎに、図７を参照して無給電時の動作について説明する。無給電時には、電源Ｖｃｃが供給されなくなるので、図中に破線で示すように増幅器１７は動作を停止する。また、スイッチ１８は、図７に示すように図の上側の入力端子を選択した状態となる。

このような状態において、図４に示すような光信号がフォトダイオード１２に入力されると、図４に示す照度に応じた電流がフォトダイオード１２のアノードから出力される。フォトダイオード１２のアノードから出力された電流は、トランス１３１、コンデンサ素子１６および抵抗素子１５を介してダイオード１１のアノードに印加される。この時、ダイオード１１は順方向バイアス状態となるので、電気抵抗が減少した状態となる。ダイオード１１が順方向バイアス状態になると、フォトダイオード１２、トランス１３１、抵抗素子１５（コンデンサ素子１６）、ダイオード１１、および、コイル１４による閉回路が形成される。なお、電源Ｖｃｃを供給する図示しない電源回路は、出力電圧を制御するための出力トランジスタが遮断状態となっているので、ダイオード１１のカソードから出力された電流は、電源回路側には流れない。このため、フォトダイオード１２のアノードから出力される電流は略全てフォトダイオード１２のカソードに環流される。この結果、図４に対応する電気信号のうち、交流成分については高周波信号であるので、コンデンサ素子１６はインピーダンスが略０となることから、コイル１４、フォトダイオード１２、および、トランス１３１によって交流成分が分圧される。このとき、トランス１３１に印加される電圧をＶｔとし、フォトダイオード１２に印加される電圧をＶｐｄとすると、出力端子１９にはスイッチ１８を介してＶｔ−Ｖｐｄの電圧が出力される。

出力端子１９から出力された信号は、例えば、フィルタ回路によってテレビ放送信号と告知放送信号とに分離され、告知放送信号については告知端末装置に供給される。告知端末装置は、停電時に備えるバックアップ電源（例えば、二次電池等）を有しているので、告知放送信号を増幅して、例えば、スピーカから音声として放送することができる。

なお、無給電時において、ダイオード１１は順方向バイアス状態となるため、順方向電圧Ｖｆが現れる。この順方向電圧Ｖｆは、一般的なシリコンダイオードの場合には、０．６〜０．７Ｖ程度であるが、このような０．６〜０．７Ｖ程度の電圧でも出力信号のレベルが低下することから、順方向電圧Ｖｆは小さいことが望ましい。

図８は、順方向電圧が小さい三種類のショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ３の順方向電圧と順方向電流との関係を示す図である。ショットキーバリアダイオードＤ１では順方向電流が０．１７ｍＡの場合には順方向電圧は０．０４５Ｖであり、順方向電流が０．３３７ｍＡ，０．６７ｍＡの場合には順方向電圧はそれぞれ０．０６Ｖ，０．０７７Ｖである。また、ショットキーバリアダイオードＤ２では順方向電流が０．１７ｍＡ，０．３３７ｍＡ，０．６７ｍＡの場合には順方向電圧はそれぞれ０．１４８Ｖ，０．１６７Ｖ，０．１８５Ｖである。また、ショットキーバリアダイオードＤ３では順方向電流が０．１７ｍＡ，０．３３７ｍＡ，０．６７ｍＡの場合には順方向電圧はそれぞれ０．２３７Ｖ，０．２５７Ｖ，０．２７９Ｖである。

図９は、図８に示す特性を有する三種類のショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ３を用いた場合の光入力レベルと損失の関係を示す図である。なお、図９において×印はダイオードを短絡した場合（スルーした場合）の特性を示している。この図９から、ショットキーバリアダイオードの種類に拘わらず、光入力レベルが増加すると、損失が増加する傾向にある。また、順方向電圧Ｖｆが低いショットキーバリアダイオードの方が高いものに比較して損失が小さく、順方向電圧Ｖｆが最も低いショットキーバリアダイオードＤ１の場合には、スルーした場合と略同様の特性となっている。なお、順方向電圧が０．６〜０．７Ｖのシリコンダイオードを使用した場合には、図９に示す範囲には収まらない程度の損失を生じる。このため、告知端末装置によって告知放送を確実に再生するためには、ダイオード１１に用いるものとしては、順方向電圧Ｖｆが通常のシリコンダイオードに比較して低い、例えば、使用環境下において順方向電圧Ｖｆが０．３００Ｖを下回るものがより好ましく、０．１００Ｖを下回るものが特に好ましい。このようなものとしては、例えば、ショットキーバリアダイオード等が挙げられる。

なお、ダイオード１１の特性は、図５に示す曲線（ａ）と略同じであることから、順方向電圧Ｖｆを小さくするためには、ダイオード１１に流れる順方向電流を小さくすればよい。このため、例えば、フォトダイオード１２から出力される電流に対して、順方向電圧Ｖｆが十分に小さくなる個数のダイオードを並列に接続して使用することもできる。あるいは、フォトダイオード１２から出力される電流に対して、順方向電圧Ｖｆが十分に小さい特性を有するダイオード（例えば、ショットキーバリアダイオードまたは容量の大きいシリコンダイオード）を用いることができる。

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る光受信装置１では、フォトダイオード１２とトランス１３１およびコイル１４が直列接続された回路に対して、ダイオード１１を並列接続することで、無給電時にはダイオード１１が順方向バイアス状態となるのでフォトダイオード１２から出力される電流がダイオード１１を経由する閉回路を通じて流れるため、出力信号を得ることができる。これにより、無給電時においても告知信号を告知端末装置によって再生することができる。一方、給電時には、ダイオード１１は逆方向バイアス状態となって電気抵抗が増大した状態となるので、回路の動作にはほとんど影響を与えない。さらに、ダイオード１１にかかるバイアスに応じて、ダイオード１１を流れる電流が連続的に変化するので、テレビ放送信号を受信可能な範囲内で商用電源から供給される電力が低下した場合に、無給電時と同様の動作をしてしまう事を防ぐことができる。なお、ダイオード１１としてショットキーバリアダイオードを使用することで、停電により給電が突然途絶えた場合に、無給電時の動作に素早く切り替える事もできる。

（Ｂ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、図１に示す構成では、電流電圧変換素子１３をフォトダイオード１２とグランドとの間に配置するようにしたが、例えば、電源Ｖｃｃとフォトダイオード１２との間に配置するようにしてもよい。

また、ダイオード１１としては、例えば、バイポーラトランジスタのベースとエミッタを接続した構成を用いたり、ＦＥＴのゲートとソースを接続した構成を用いたりするようにしてもよい。また、図６に示す回路をＩＣ（Integrated Circuit）として構成する場合、ダイオード１１としては、例えば、集積回路として構成されるダイオードを用いるようにしてもよい。集積回路には多数のダイオードが構成されることから、これらのダイオードをダイオード１１として流用することができる。また、前述したように、順方向電圧Ｖｆが低いダイオードを構成するために、複数のダイオードを並列接続する場合、集積回路として構成されるダイオードを用いることで、このような複数並列接続のダイオードを容易に得ることができる。

また、図６に示す構成では、コイル１４およびトランス１３１をフォトダイオード１２と接続しているが、これらの少なくとも一方を抵抗素子としてもよい。また、図６に示す構成では、トランス１３１の二次端子と、フォトダイオード１２のカソードの２箇所を出力とし、これらを給電の有無に応じてスイッチ１８で切り替えるようにしたが、トランス１３１の二次端子と、フォトダイオード１２のカソードのいずれかまたは少なくとも一方を出力とし、スイッチ１８および増幅器１７を用いない構成としてもよい。

また、図４に示す例では、光信号としてアナログ信号を用いる場合を例に挙げて説明したが、デジタル信号を用いるようにしてもよい。デジタル信号を用いる場合には、テレビ放送信号と告知信号とを異なる帯域の搬送波を用いて伝送するようにしてもよい。

また、図６に示す構成では、トランス１３１とグランドの間に並列接続した抵抗素子１５とコンデンサ素子１６を配置し、これらに現れる電圧に応じて増幅器１７の利得を制御するようにしている。ところで、無給電時には、抵抗素子１５とコンデンサ素子１６において若干の電圧降下が生じることから損失が生じ、特に光信号の入力レベルが小さい場合に、無給電時に告知放送を再生出来ない場合がある。この時、例えば以下のような構成とする事で、告知放送を確実に再生することができる。例えば、抵抗素子１５の抵抗値を小さくする事で、上述の電圧降下を抑制する事が可能である。しかしながら、給電時において増幅器１７の利得ｇを抵抗素子１５に現れる電圧に応じて利得制御を行う場合、抵抗素子１５の抵抗値はある程度大きい方が有利である。この為、抵抗素子１５の抵抗値を５０Ω以上２５０Ω以下、より好ましくは１００Ω以上２００Ω以下とする事で、給電時における利得を確実に制御できるとともに、無給電時においても告知放送を確実に再生することができる。この他にも、例えば、図１０に示すように、抵抗素子１５とコンデンサ素子１６に対して半導体スイッチ２０を並列接続し、無給電時には半導体スイッチ２０が導通状態となることで、抵抗素子１５とコンデンサ素子１６における電圧降下の発生を抑制するようにしてもよい。なお、このような半導体スイッチ２０を付加することで、無給電時における損失を低減することができるので、ダイオード１１として比較的Ｖｆが大きいものを用いても、告知放送を確実に再生することができる。なお、図１０に示す例では、抵抗素子１５およびコンデンサ素子１６の両端に対して、ＰチャンネルＦＥＴ（Field Effect Transistor）のドレインとソースが接続されている。また、ゲートとグランドの間には抵抗素子２１が接続され、ゲートには電源Ｖｃｃが印加されている。ＰチャンネルＦＥＴは、電源Ｖｃｃが印加されない場合には導通状態となるので、無給電時には抵抗素子１５とコンデンサ素子１６は短絡された状態となる。また、給電時にはゲート電圧が印加されるので、半導体スイッチ２０は遮断状態となることから、抵抗素子１５とコンデンサ素子１６だけが接続された状態となる。

また、図６に示す構成例では、ダイオード１１のアノードは、接地するようにしているが、アノードをトランス１３１と抵抗素子１５との間に接続するようにしてもよい。このような構成によれば、無給電時には、フォトダイオード１２から出力される電流は、抵抗素子１５およびコンデンサ素子１６を経由しないので、これらによる電圧降下を防ぐことができる。しかしながら、このような構成では、給電時において、ダイオード１１を流れる逆方向電流が抵抗素子１５に印加される。逆方向電流は温度依存性があって、温度によって電流が変化することから、このような温度依存性がある電流による電圧降下を抵抗素子１５によって検出して、増幅器１７の利得を制御すると、利得が温度によって変動して不安定となる。このため、温度依存性を考慮する場合には、ダイオード１１のアノードは接地することが望ましい。

１，１０ 光受信装置
１１ ダイオード（整流手段）
１２ フォトダイオード（光電変換手段）
１３ 電流電圧変換素子（電流電圧変換手段）
１４ コイル（電流電圧変換手段）
１５ 抵抗素子
１６ コンデンサ素子
１７ 増幅器
１８ スイッチ
１９ 出力端子
２０ 半導体スイッチ
２１ 抵抗素子
１３１ トランス（電流電圧変換手段）

Claims (10)

1. 光信号を受信して電気信号に変換する光受信装置において、
   前記光信号を対応する電流に変換する光電変換手段と、
   前記光電変換手段に直列接続され、前記電流を電圧に変換して前記電気信号として出力する電流電圧変換手段と、
   前記直列接続された前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段に対して電源電力を供給する電源供給手段と、
   前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段とに対して並列して接続されるとともに、前記電源供給手段によって前記電源電力が供給される場合には逆方向バイアス状態となって電気抵抗が増大し、前記電源電力が供給されない場合には順方向バイアス状態となって電気抵抗が減少する整流手段と、
   を有することを特徴とする光受信装置。
2. 前記整流手段は、ダイオードによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
3. 前記整流手段は、ショットキーバリアダイオードによって構成されることを特徴とする請求項２に記載の光受信装置。
4. 前記整流手段は、複数のダイオードが並列接続されて構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の光受信装置。
5. 前記電流電圧変換手段から前記電気信号を取得する第１の信号取得手段と、
   前記電源供給手段から電源が供給される場合に、前記第１の信号取得手段によって取得された前記電気信号を増幅する増幅手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光受信装置。
6. 前記電流電圧変換手段から前記電気信号を取得する第２の信号取得手段と、
   前記第１および第２信号取得手段のいずれか一方を選択して、前記電気信号を出力端子に供給する選択手段と、をさらに有し、
   前記選択手段は、前記電源供給手段から電源が供給される場合に、前記第１の信号取得手段を選択して増幅された前記電気信号を出力端子に供給するとともに、前記電源供給手段から電源が供給されない場合に、前記第２の信号取得手段を選択して前記電気信号を前記出力端子に供給することを特徴とする請求項５に記載の光受信装置。
7. 前記直列接続された前記光電変換手段と前記電流電圧変換手段との後段において、並列接続された抵抗とコンデンサとがさらに直列接続され、
   前記抵抗と前記コンデンサに印加される電圧に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項５または６に記載の光受信装置。
8. 前記電源供給手段から電源電力が供給されている場合には導通状態となり、前記電源電力が供給されていない場合には遮断状態となる半導体スイッチが、前記抵抗とコンデンサに対してさらに並列接続されていることを特徴とする請求項７に記載の光受信装置。
9. 前記半導体スイッチは、ＰチャンネルＦＥＴによって構成されることを特徴とする請求項８に記載の光受信装置。
10. 前記電気信号は告知放送信号を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光受信装置。

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