JP2023162310A - 光電アダプタ - Google Patents
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Abstract
【課題】電気機器間に光給電システムを容易に導入する。
【解決手段】光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記電気コネクタを介して前記電気機器から前記電力の供給を受けて駆動し給電光を前記光コネクタ接続部から出力する給電装置、または、前記光コネクタ接続部から給電光の供給を受けて当該給電光を電力に変換し当該電力を前記電気コネクタから出力する受電装置を含み、前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成された、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する光電アダプタ。
【選択図】図５
【解決手段】光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記電気コネクタを介して前記電気機器から前記電力の供給を受けて駆動し給電光を前記光コネクタ接続部から出力する給電装置、または、前記光コネクタ接続部から給電光の供給を受けて当該給電光を電力に変換し当該電力を前記電気コネクタから出力する受電装置を含み、前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成された、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する光電アダプタ。
【選択図】図５
Description
本開示は、光給電に関する。
近時、電力を光（給電光と呼ばれる）に変換して伝送し、当該給電光を電気エネルギーに変換して電力として利用する光給電システムが研究されている。
特許文献１には、電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第１クラッド、及び上記第１クラッドの周囲に形成され上記第１クラッドより屈折率が小さい第２クラッド、を有する光ファイバーと、上記光ファイバーの第１クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバーのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、を備えた光通信装置が記載されている。
特許文献１には、電気信号で変調された信号光、及び電力を供給するための給電光を発信する光発信機と、上記信号光を伝送するコア、上記コアの周囲に形成され上記コアより屈折率が小さく上記給電光を伝送する第１クラッド、及び上記第１クラッドの周囲に形成され上記第１クラッドより屈折率が小さい第２クラッド、を有する光ファイバーと、上記光ファイバーの第１クラッドで伝送された上記給電光を変換した電力で動作し、上記光ファイバーのコアで伝送された上記信号光を上記電気信号に変換する光受信機と、を備えた光通信装置が記載されている。
しかしながら、従来の電気接続部を有し、光接続部を有さない電気機器に対しては、光ファイバーケーブルを接続することはできず、光給電システムを導入することができない。
本開示の１つの態様の光電アダプタは、光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記電気コネクタを介して前記電気機器から前記電力の供給を受けて駆動し、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する給電装置を含み、前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成されており、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する。
また、１つの態様の光電アダプタは、光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記光コネクタ接続部から給電光の供給を受けて当該給電光を電力に変換し、当該電力を前記電気コネクタから出力する受電装置を含み、前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成されており、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する。
また、１つの態様の光電アダプタは、光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、前記第２部分は、前記光コネクタ接続部から給電光の供給を受けて当該給電光を電力に変換し、当該電力を前記電気コネクタから出力する受電装置を含み、前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成されており、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する。
本開示の１つの態様の光電アダプタを用いることにより、電気機器間に光給電システムを容易に導入することができる。
以下に本開示の一実施形態につき図面を参照して説明する。
（１）システム概要
〔第１実施形態〕
図１に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１Ａは、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０と、光ファイバーケーブル２００Ａと、受電装置（PD:Powered Device）３１０を備える。
なお、本開示における給電装置は電力を光エネルギーに変換して供給する装置であり、受電装置は光エネルギーの供給を受け当該光エネルギーを電力に変換する装置である。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。
光ファイバーケーブル２００Ａは、給電光の伝送路を形成する光ファイバー２５０Ａを含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。
〔第１実施形態〕
図１に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１Ａは、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０と、光ファイバーケーブル２００Ａと、受電装置（PD:Powered Device）３１０を備える。
なお、本開示における給電装置は電力を光エネルギーに変換して供給する装置であり、受電装置は光エネルギーの供給を受け当該光エネルギーを電力に変換する装置である。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。
光ファイバーケーブル２００Ａは、給電光の伝送路を形成する光ファイバー２５０Ａを含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。
給電装置１１０は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１等が電気駆動される。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
光ファイバーケーブル２００Ａは、一端２０１Ａが給電装置１１０に接続可能とされ、他端２０２Ａが受電装置３１０に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。
給電装置１１０からの給電光１１２が、光ファイバーケーブル２００Ａの一端２０１Ａに入力され、給電光１１２は光ファイバー２５０Ａ中を伝搬し、他端２０２Ａから受電装置３１０に出力される。
給電装置１１０からの給電光１１２が、光ファイバーケーブル２００Ａの一端２０１Ａに入力され、給電光１１２は光ファイバー２５０Ａ中を伝搬し、他端２０２Ａから受電装置３１０に出力される。
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００Ａを通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力が、受電装置３１０内で必要な駆動電力とされる。さらに受電装置３１０は光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされる。
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が５００ｎｍ以下の短波長のレーザー波長をもった半導体とされる。
短波長のレーザー波長をもった半導体は、バンドギャップが大きく光電変換効率が高いので、光給電の発電側及び受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
そのためには、同半導体材料として、例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、レーザー波長（基本波）が２００～５００ｎｍのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
また、同半導体材料として、２．４ｅＶ以上のバンドギャップを有した半導体が適用される。
例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、バンドギャップ２．４～６．２ｅＶのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
なお、レーザー光は長波長ほど伝送効率が良く、短波長ほど光電変換効率が良い傾向にある。したがって、長距離伝送の場合には、レーザー波長（基本波）が５００ｎｍより大きいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。また、光電変換効率を優先する場合には、レーザー波長（基本波）が２００ｎｍより小さいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
これらの半導体材料は、給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１のいずれか一方に適用してもよい。給電側又は受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
短波長のレーザー波長をもった半導体は、バンドギャップが大きく光電変換効率が高いので、光給電の発電側及び受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
そのためには、同半導体材料として、例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、レーザー波長（基本波）が２００～５００ｎｍのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
また、同半導体材料として、２．４ｅＶ以上のバンドギャップを有した半導体が適用される。
例えば、ダイヤモンド、酸化ガリウム、窒化アルミニウム、ＧａＮ等、バンドギャップ２．４～６．２ｅＶのレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
なお、レーザー光は長波長ほど伝送効率が良く、短波長ほど光電変換効率が良い傾向にある。したがって、長距離伝送の場合には、レーザー波長（基本波）が５００ｎｍより大きいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。また、光電変換効率を優先する場合には、レーザー波長（基本波）が２００ｎｍより小さいレーザー媒体の半導体材料を用いてもよい。
これらの半導体材料は、給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１のいずれか一方に適用してもよい。給電側又は受電側における光電変換効率が向上され、光給電効率が向上する。
〔第２実施形態〕
図２に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１は、光ファイバーを介した給電システムと光通信システムとを含むものであり、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、光ファイバーケーブル２００と、受電装置（PD:Powered Device）３１０を含む第２のデータ通信装置３００とを備える。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０のほか、データ通信を行う発信部１２０と、受信部１３０とを含む。第１のデータ通信装置１００は、データ端末装置(DTEP(Date Terminal Equipment))、中継器(Repeater)等に相当する。発信部１２０は、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２とを含む。受信部１３０は、信号用フォトダイオード１３１を含む。
図２に示すように本実施形態の光ファイバー給電(PoF:Power over Fiber）システム１は、光ファイバーを介した給電システムと光通信システムとを含むものであり、給電装置（PSE:Power Sourcing Equipment）１１０を含む第１のデータ通信装置１００と、光ファイバーケーブル２００と、受電装置（PD:Powered Device）３１０を含む第２のデータ通信装置３００とを備える。
給電装置１１０は、給電用半導体レーザー１１１を含む。第１のデータ通信装置１００は、給電装置１１０のほか、データ通信を行う発信部１２０と、受信部１３０とを含む。第１のデータ通信装置１００は、データ端末装置(DTEP(Date Terminal Equipment))、中継器(Repeater)等に相当する。発信部１２０は、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２とを含む。受信部１３０は、信号用フォトダイオード１３１を含む。
光ファイバーケーブル２００は、信号光の伝送路を形成するコア２１０と、コア２１０の外周に配置され、給電光の伝送路を形成するクラッド２２０と有する光ファイバー２５０を含む。
受電装置３１０は、光電変換素子３１１を含む。第２のデータ通信装置３００は、受電装置３１０のほか、発信部３２０と、受信部３３０と、データ処理ユニット３４０とを含む。第２のデータ通信装置３００は、パワーエンドステーション(Power End Station)等
に相当する。発信部３２０は、信号用半導体レーザー３２１と、モジュレーター３２２とを含む。受信部３３０は、信号用フォトダイオード３３１を含む。データ処理ユニット３４０は、受信した信号を処理するユニットである。また、第２のデータ通信装置３００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第２のデータ通信装置３００は、他のノードと通信するノードでもよい。
に相当する。発信部３２０は、信号用半導体レーザー３２１と、モジュレーター３２２とを含む。受信部３３０は、信号用フォトダイオード３３１を含む。データ処理ユニット３４０は、受信した信号を処理するユニットである。また、第２のデータ通信装置３００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第２のデータ通信装置３００は、他のノードと通信するノードでもよい。
第１のデータ通信装置１００は電源に接続され、給電用半導体レーザー１１１、信号用半導体レーザー１２１と、モジュレーター１２２、信号用フォトダイオード１３１等が電気駆動される。また、第１のデータ通信装置１００は、通信ネットワークにおけるノードである。または第１のデータ通信装置１００は、他のノードと通信するノードでもよい。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
給電用半導体レーザー１１１は、上記電源からの電力によりレーザー発振して給電光１１２を出力する。
光電変換素子３１１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた給電光１１２を電力に変換する。光電変換素子３１１により変換された電力は、発信部３２０、受
信部３３０及びデータ処理ユニット３４０の駆動電力、その他の第２のデータ通信装置３００内で必要となる駆動電力とされる。さらに第２のデータ通信装置３００は、光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされていてもよい。
信部３３０及びデータ処理ユニット３４０の駆動電力、その他の第２のデータ通信装置３００内で必要となる駆動電力とされる。さらに第２のデータ通信装置３００は、光電変換素子３１１により変換された電力を外部機器用に出力可能とされていてもよい。
一方、発信部１２０のモジュレーター１２２は、信号用半導体レーザー１２１からのレーザー光１２３を送信データ１２４に基づき変調して信号光１２５として出力する。
受信部３３０の信号用フォトダイオード３３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光１２５を電気信号に復調し、データ処理ユニット３４０に出力する。データ処理ユニット３４０は、当該電気信号によるデータをノードに送信し、その一方で当該ノードからデータを受信し、送信データ３２４としてモジュレーター３２２に出力する。
発信部３２０のモジュレーター３２２は、信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３を送信データ３２４に基づき変調して信号光３２５として出力する。
受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光３２５を電気信号に復調し出力する。当該電気信号によるデータがノードに送信され、その一方で当該ノードからデータが送信データ１２４とされる。
受信部３３０の信号用フォトダイオード３３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光１２５を電気信号に復調し、データ処理ユニット３４０に出力する。データ処理ユニット３４０は、当該電気信号によるデータをノードに送信し、その一方で当該ノードからデータを受信し、送信データ３２４としてモジュレーター３２２に出力する。
発信部３２０のモジュレーター３２２は、信号用半導体レーザー３２１からのレーザー光３２３を送信データ３２４に基づき変調して信号光３２５として出力する。
受信部１３０の信号用フォトダイオード１３１は、光ファイバーケーブル２００を通して伝送されてきた信号光３２５を電気信号に復調し出力する。当該電気信号によるデータがノードに送信され、その一方で当該ノードからデータが送信データ１２４とされる。
第１のデータ通信装置１００からの給電光１１２及び信号光１２５が、光ファイバーケーブル２００の一端２０１に入力され、給電光１１２はクラッド２２０を伝搬し、信号光１２５はコア２１０を伝搬し、他端２０２から第２のデータ通信装置３００に出力される。
第２のデータ通信装置３００からの信号光３２５が、光ファイバーケーブル２００の他端２０２に入力され、コア２１０を伝搬し、一端２０１から第１のデータ通信装置１００に出力される。
第２のデータ通信装置３００からの信号光３２５が、光ファイバーケーブル２００の他端２０２に入力され、コア２１０を伝搬し、一端２０１から第１のデータ通信装置１００に出力される。
なお、図３に示すように第１のデータ通信装置１００に光入出力部１４０とこれに付設された光コネクタ１４１が設けられる。また、第２のデータ通信装置３００に光入出力部３５０とこれに付設された光コネクタ３５１が設けられる。光ファイバーケーブル２００の一端２０１に設けられた光コネクタ２３０が光コネクタ１４１に接続する。光ファイバーケーブル２００の他端２０２に設けられた光コネクタ２４０が光コネクタ３５１に接続する。光入出力部１４０は、給電光１１２をクラッド２２０に導光し、信号光１２５をコア２１０に導光し、信号光３２５を受信部１３０に導光する。光入出力部３５０は、給電光１１２を受電装置３１０に導光し、信号光１２５を受信部３３０に導光し、信号光３２５をコア２１０に導光する。
以上のように、光ファイバーケーブル２００は、一端２０１が第１のデータ通信装置１００に接続可能とされ、他端２０２が第２のデータ通信装置３００に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。さらに本実施形態では、光ファイバーケーブル２００は、信号光１２５，３２５を双方向伝送する。
以上のように、光ファイバーケーブル２００は、一端２０１が第１のデータ通信装置１００に接続可能とされ、他端２０２が第２のデータ通信装置３００に接続可能とされ、給電光１１２を伝送する。さらに本実施形態では、光ファイバーケーブル２００は、信号光１２５，３２５を双方向伝送する。
給電用半導体レーザー１１１及び光電変換素子３１１の光‐電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料としては上記第１実施形態と同様のものが適用され、高い光給電効率が実現される。
なお、図４に示す光ファイバー給電システム１Ｂの光ファイバーケーブル２００Ｂように、信号光を伝送する光ファイバー２６０と、給電光を伝送する光ファイバー２７０とを別々に設けてもよい。光ファイバーケーブル２００Ｂも複数本で構成してもよい。
（２）光電アダプタについて
次に、光電アダプタと光ファイバーケーブルを用いた電気機器の接続につき図５及び図６を参照して説明する。
図５に接続前のシステム構成を示す。
電気機器４００は、給電側の電気機器である。電気機器４００には、電極端子４１１を備えた電気コネクタ接続部４１０が設けられている。電気コネクタ接続部４１０としては、例えば、ＵＢＳ（Universal Serial Bus）のポートのような給電と通信を行うポートが相当する。
次に、光電アダプタと光ファイバーケーブルを用いた電気機器の接続につき図５及び図６を参照して説明する。
図５に接続前のシステム構成を示す。
電気機器４００は、給電側の電気機器である。電気機器４００には、電極端子４１１を備えた電気コネクタ接続部４１０が設けられている。電気コネクタ接続部４１０としては、例えば、ＵＢＳ（Universal Serial Bus）のポートのような給電と通信を行うポートが相当する。
電気機器８００は、受電側の電気機器である。電気機器８００には、電極端子８１１を備えた電気コネクタ接続部８１０が設けられている。電気コネクタ接続部８１０としては、例えば、ＵＢＳ（Universal Serial Bus）のポートのような受電と通信を行うポートが相当する。
給電側の光電アダプタ５００は、上述の第１のデータ通信装置１００の構成を有するとともに、電気コネクタ５１０及び光コネクタ接続部５２０を一体に有する。
電気コネクタ５１０は、電極端子４１１と接触接続する電極端子５１１を有し、電気コネクタ接続部４１０に接続可能とされたものである。
光コネクタ接続部５２０には、光ファイバーケーブル６００の光コネクタ６１０が接続可能である。光ファイバーケーブル６００は、上述の光ファイバーケーブル２００に相当する。
電気コネクタ５１０は、電極端子４１１と接触接続する電極端子５１１を有し、電気コネクタ接続部４１０に接続可能とされたものである。
光コネクタ接続部５２０には、光ファイバーケーブル６００の光コネクタ６１０が接続可能である。光ファイバーケーブル６００は、上述の光ファイバーケーブル２００に相当する。
受電側の光電アダプタ７００は、上述の第２のデータ通信装置３００の構成を有するとともに、電気コネクタ７１０及び光コネクタ接続部７２０を一体に有する。
電気コネクタ７１０は、電極端子８１１と接触接続する電極端子７１１を有し、電気コネクタ接続部８１０に接続可能とされたものである。
光コネクタ接続部７２０には、光ファイバーケーブル６００の光コネクタ６２０が接続可能である。
電気コネクタ７１０は、電極端子８１１と接触接続する電極端子７１１を有し、電気コネクタ接続部８１０に接続可能とされたものである。
光コネクタ接続部７２０には、光ファイバーケーブル６００の光コネクタ６２０が接続可能である。
図６に接続状態を示す。
図６に示す接続状態において以下のとおりシステムが稼働する。
光電アダプタ５００は、電気コネクタ５１０を介して電気機器４００から電力の供給を受けて駆動し、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して給電光を生成し、当該給電光を光コネクタ接続部５２０から出力する。
光コネクタ接続部５２０から出力された給電光は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され、受電側の光電アダプタ７００の光コネクタ接続部７２０に入力される。
受電側の光電アダプタ７００は、光コネクタ接続部７２０から給電光の供給を受けて当該給電光を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して電力に変換し、当該電力を電気コネクタ７１０から出力する。
電気コネクタ７１０から出力される電力が電気コネクタ接続部８１０を介し電気機器８００に入力される。
以上のようにして電気機器８００は電力供給を受けることができ、電気機器４００と電気機器８００との間に光給電システムを導入することができる。
図６に示す接続状態において以下のとおりシステムが稼働する。
光電アダプタ５００は、電気コネクタ５１０を介して電気機器４００から電力の供給を受けて駆動し、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して給電光を生成し、当該給電光を光コネクタ接続部５２０から出力する。
光コネクタ接続部５２０から出力された給電光は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され、受電側の光電アダプタ７００の光コネクタ接続部７２０に入力される。
受電側の光電アダプタ７００は、光コネクタ接続部７２０から給電光の供給を受けて当該給電光を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して電力に変換し、当該電力を電気コネクタ７１０から出力する。
電気コネクタ７１０から出力される電力が電気コネクタ接続部８１０を介し電気機器８００に入力される。
以上のようにして電気機器８００は電力供給を受けることができ、電気機器４００と電気機器８００との間に光給電システムを導入することができる。
信号通信の動作は以下の通りである。
光電アダプタ５００は、電気機器４００から電気コネクタ５１０を介して入力された電気信号を、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して信号光に変換して光コネクタ接続部５２０から光ファイバーケーブル６００に出力する。
また、光電アダプタ５００は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され光コネクタ接続部５２０から入力された信号光を、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して電気信号に変換して電気コネクタ５１０から電気機器４００に出力する。
光電アダプタ７００は、電気機器８００から電気コネクタ７１０を介して入力された電気信号を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して信号光に変換して光コネ
クタ接続部７２０から光ファイバーケーブル６００に出力する。
また、光電アダプタ７００は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され光コネクタ接続部７２０から入力された信号光を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して電気信号に変換して電気コネクタ７１０から電気機器８００に出力する。
以上により、電気機器４００と電気機器８００との双方向通信が可能とされる。
光電アダプタ５００は、電気機器４００から電気コネクタ５１０を介して入力された電気信号を、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して信号光に変換して光コネクタ接続部５２０から光ファイバーケーブル６００に出力する。
また、光電アダプタ５００は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され光コネクタ接続部５２０から入力された信号光を、上述の第１のデータ通信装置１００と同様に機能して電気信号に変換して電気コネクタ５１０から電気機器４００に出力する。
光電アダプタ７００は、電気機器８００から電気コネクタ７１０を介して入力された電気信号を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して信号光に変換して光コネ
クタ接続部７２０から光ファイバーケーブル６００に出力する。
また、光電アダプタ７００は、光ファイバーケーブル６００を介して伝送され光コネクタ接続部７２０から入力された信号光を、上述の第２のデータ通信装置３００と同様に機能して電気信号に変換して電気コネクタ７１０から電気機器８００に出力する。
以上により、電気機器４００と電気機器８００との双方向通信が可能とされる。
（３）電気入出力可能な光伝送ケーブルについて
次に、電気入出力可能な光伝送ケーブルを用いた電気機器の接続につき図７及び図８を参照して説明する。
図７に接続前のシステム構成を示す。
上記（２）で説明したシステムにあっては、光ファイバーケーブル６００と光電アダプタ５００、７００を別々にした。
図７に示す電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、上記（２）で説明した光ファイバーケーブル６００の一端に光電アダプタ５００を固定し、他端に光電アダプタ７００を固定し、接続、離脱機構を排したものに相当する。
次に、電気入出力可能な光伝送ケーブルを用いた電気機器の接続につき図７及び図８を参照して説明する。
図７に接続前のシステム構成を示す。
上記（２）で説明したシステムにあっては、光ファイバーケーブル６００と光電アダプタ５００、７００を別々にした。
図７に示す電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、上記（２）で説明した光ファイバーケーブル６００の一端に光電アダプタ５００を固定し、他端に光電アダプタ７００を固定し、接続、離脱機構を排したものに相当する。
したがって、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、両端にそれぞれ電気コネクタ５１０，７１０を有し、中間に光ファイバー９０１を有するものである。
また、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、一端９１０に、当該一端９１０の電気コネクタ５１０を介して入力された電力によりレーザー発振して給電光を光ファイバー９０１に出力する半導体レーザーを含む給電装置を有するものである。
さらに、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、他端９２０に、光ファイバー９０１を介して伝送された給電光を電力に変換する光電変換素子を含み、当該電力を当該他端９２０の電気コネクタ７１０から出力する受電装置を有するものである。
また、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、一端９１０に、当該一端９１０の電気コネクタ５１０を介して入力された電力によりレーザー発振して給電光を光ファイバー９０１に出力する半導体レーザーを含む給電装置を有するものである。
さらに、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、他端９２０に、光ファイバー９０１を介して伝送された給電光を電力に変換する光電変換素子を含み、当該電力を当該他端９２０の電気コネクタ７１０から出力する受電装置を有するものである。
また、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、一端９１０の電気コネクタ５１０を介して入力された電気信号を、一旦、信号光に変換して光ファイバー９０１を介して伝送し、再び電気信号に変換して他端９２０の電気コネクタ７１０から出力する。
また、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、他端９２０の電気コネクタ７１０を介して入力された電気信号を、一旦、信号光に変換して光ファイバー９０１を介して伝送し、再び電気信号に変換して一端９１０の電気コネクタ５１０から出力する。
以上のようにして、上記（２）のシステムと同様に機能する。
上記（２）のシステムに比較して本システムによれば、システム構成が簡素化するとともに、光コネクタを排することができる。すなわち、接続・乖離する電気接続点は残るが、光伝送の途中における接続・乖離する光伝送接続点を排することができている。電気接続点は、振動等の外乱を受けても電極端子のバネ弾性により接続の安定性を確保できる。一方、光伝送接続点において光伝送路の軸ずれなどが起こると、伝送ロスが生じるおそれがある。
また、光コネクタを設けた場合には、光伝送接続点における光の出射面、受光面に汚れが付き、光伝送効率が落ちるおそれあるが、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００を用いた場合、このようなおそれは払拭される。
したがって、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００を用いた場合、接続・乖離する接続点が電気接続点のみとなり、信号伝達の信頼性、給電効率を高く保持できる。
一方、上記（２）のシステムにあっては、既存の光ファイバーケーブルを利用することができ、低コストに光給電システムを導入することができる。
また、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００は、他端９２０の電気コネクタ７１０を介して入力された電気信号を、一旦、信号光に変換して光ファイバー９０１を介して伝送し、再び電気信号に変換して一端９１０の電気コネクタ５１０から出力する。
以上のようにして、上記（２）のシステムと同様に機能する。
上記（２）のシステムに比較して本システムによれば、システム構成が簡素化するとともに、光コネクタを排することができる。すなわち、接続・乖離する電気接続点は残るが、光伝送の途中における接続・乖離する光伝送接続点を排することができている。電気接続点は、振動等の外乱を受けても電極端子のバネ弾性により接続の安定性を確保できる。一方、光伝送接続点において光伝送路の軸ずれなどが起こると、伝送ロスが生じるおそれがある。
また、光コネクタを設けた場合には、光伝送接続点における光の出射面、受光面に汚れが付き、光伝送効率が落ちるおそれあるが、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００を用いた場合、このようなおそれは払拭される。
したがって、電気入出力可能な光伝送ケーブル９００を用いた場合、接続・乖離する接続点が電気接続点のみとなり、信号伝達の信頼性、給電効率を高く保持できる。
一方、上記（２）のシステムにあっては、既存の光ファイバーケーブルを利用することができ、低コストに光給電システムを導入することができる。
以上本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。
なお、光ファイバーを使うことで、耐雷、耐干渉、ノイズ対策を図ることができる。
なお、光ファイバーを使うことで、耐雷、耐干渉、ノイズ対策を図ることができる。
１Ａ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｂ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１００ 第１のデータ通信装置
１１０ 給電装置
１１１ 給電用半導体レーザー
１１２ 給電光
１２０ 発信部
１２５ 信号光
１３０ 受信部
１４０ 光入出力部
１４１ 光コネクタ
２００Ａ 光ファイバーケーブル
２００ 光ファイバーケーブル
２００Ｂ 光ファイバーケーブル
２１０ コア
２２０ クラッド
２５０Ａ 光ファイバー
２５０ 光ファイバー
２６０ 光ファイバー
２７０ 光ファイバー
３００ 第２のデータ通信装置
３１０ 受電装置
３１１ 光電変換素子
３２０ 発信部
３２５ 信号光
３３０ 受信部
３５０ 光入出力部
３５１ 光コネクタ
５００ 光電アダプタ
７００ 光電アダプタ
９００ 電気入出力可能な光伝送ケーブル
１ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１Ｂ 光ファイバー給電システム（光給電システム）
１００ 第１のデータ通信装置
１１０ 給電装置
１１１ 給電用半導体レーザー
１１２ 給電光
１２０ 発信部
１２５ 信号光
１３０ 受信部
１４０ 光入出力部
１４１ 光コネクタ
２００Ａ 光ファイバーケーブル
２００ 光ファイバーケーブル
２００Ｂ 光ファイバーケーブル
２１０ コア
２２０ クラッド
２５０Ａ 光ファイバー
２５０ 光ファイバー
２６０ 光ファイバー
２７０ 光ファイバー
３００ 第２のデータ通信装置
３１０ 受電装置
３１１ 光電変換素子
３２０ 発信部
３２５ 信号光
３３０ 受信部
３５０ 光入出力部
３５１ 光コネクタ
５００ 光電アダプタ
７００ 光電アダプタ
９００ 電気入出力可能な光伝送ケーブル
Claims (6)
- 光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、
電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記電気コネクタを介して前記電気機器から前記電力の供給を受けて駆動し、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する給電装置を含み、
前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成された、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する光電アダプタ。 - 前記給電装置は、給電光を出力する半導体レーザーを含み、
前記半導体レーザーの光－電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項１に記載の光電アダプタ。 - 前記電気機器から前記電気コネクタを介して入力された電気信号を信号光に変換して前記光コネクタ接続部から出力し、
前記光コネクタ接続部から入力された信号光を電気信号に変換して前記電気コネクタから出力する請求項１又は請求項２に記載の光電アダプタ。 - 光コネクタが接続可能とされた光コネクタ接続部が位置する第１部分と、
電気機器の電気コネクタ接続部に接続可能とされた電気コネクタが位置する第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記光コネクタ接続部から給電光の供給を受けて当該給電光を電力に変換し、当該電力を前記電気コネクタから出力する受電装置を含み、
前記第１部分は、前記電気機器へ装着されるときに当該電気機器の外側で固定されるように構成された、給電光を前記光コネクタ接続部から出力する光電アダプタ。 - 前記受電装置は、前記給電光を電力に変換する光電変換素子を含み、
前記光電変換素子の光－電気間の変換効果を奏する半導体領域を構成する半導体材料が、レーザー波長５００ｎｍ以下のレーザー媒体とされた請求項４に記載の光電アダプタ。 - 前記電気機器から前記電気コネクタを介して入力された電気信号を信号光に変換して前記光コネクタ接続部から出力し、
前記光コネクタ接続部から入力された信号光を電気信号に変換して前記電気コネクタから出力する請求項４又は請求項５に記載の光電アダプタ。
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|---|---|---|---|
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- 2023-08-24 JP JP2023135956A patent/JP2023162310A/ja active Pending
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