JP2727751B2 - 電力および信号搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光波により電力および信号を搬送する電力お
よび信号搬送装置に関するものである。

従来の技術 従来の電力と信号を搬送する装置は第３図に示すよう
なものがあった。第３図において、１は電力供給手段を
有する主回路で、２は補助回路である。３は主回路から
補助回路に電力および信号を搬送する線路である。電力
供給手段101は第１の回路102に電力を供給すると共に線
路３を介して補助回路２の第２の回路201にも電力を供
給している。また第１の回路102の信号は線路303を介し
て第２の回路201に伝送する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、線路が導電性の
ためアンテナの役割をしノイズを回路内に伝送してしま
うことがある。また線路が水道配管やガス配管の近傍を
通ると漏電や爆発の可能性がある。

さらに電力線と信号線が別々に必要になり設置が難し
く電力線が直接信号線にノイズ等の悪影響を及ぼすこと
がある。

本発明の第１の目的はかかる従来の課題を解消するも
ので、電力と信号を異なる波長の光波で伝送することに
より安全な電力と信号の搬送を可能とすることである。

また、第２の目的は光波を変調することにより同波長
で電力と信号を伝送することにより簡単に電力と信号の
搬送を可能とすることである。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するために本発明の電力および
信号搬送装置は、電力供給手段と前記電力供給手段の電
力を第１の波長の光に変換する第１の発光手段と、伝送
する信号を変調する変調手段と、前記変調手段の信号を
第２の波長の光に変換する第２の発光手段とを有する主
回路と、第１の波長および第２の波長の光波を略透過し
第２の波長の光波の一部を反射して光波を分離する光波
分離手段と、透過した第１の波長の光波を主として電力
に変換する第１の光電変換手段と、反射した第２の波長
を復調して信号に戻す復調手段とを有する補助回路と、
前記主回路の発光手段の光波を前記補助回路の光波分離
手段に伝送する光波伝送手段とを有する構成としたもの
である。

さらに第２の目的を達成するために本発明の電力およ
び信号搬送装置は、電力供給手段と、伝送する信号を変
調する変調手段と、前記電力供給手段の電力と前記変調
手段の信号とを重畳して光に変換する発光手段とを有す
る主回路と、光波を電力に変換する第１の光電変換手段
と、前記第１の光電変換手段の近傍で光波内の変調信号
の一部を受け電気に変換する第２の光電変換手段と前記
第２の光電変換手段の信号を復調する復調手段とを有す
る補助回路と、前記主回路の発光手段の光波を前記補助
回路に伝送する電力供給手段とを有する構成としたもの
である。

作用 以上の構成により、電力と信号を異なる波長の光波も
しくは変調した光波により回路間を伝送する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。な
お、第１図は電力伝送装置の断面図で第３図と同一部品
については同一番号を付している。

主回路１において102は第１の回路で、103は電力を光
に変える第１の発光手段（たとえばLEDや半導体レーザ
等）、104は前記第１の発光手段103を駆動する第１の駆
動手段である。105は前記第１の回路から補助回路内の
第２の回路に送る信号を変調する変調手段で、106は前
記変調手段105の信号により発光手段の駆動量を制御す
る第２の駆動手段で、107は前記第２の駆動手段の信号
により発光する第２の発光手段である。

補助回路２において201は第２の回路で、202は第１の
波長および第２の波長の光波を略透過し第２の波長の光
波の一部を反射して光波を分離する光波分離手段で、20
3は透過した第１の波長の光波を主として電力に変換す
る第１の光電変換手段で、204は反射した第２の波長の
光波を電気に変換する第２の光電変換手段で、205は第
２の光電変換手段の信号を復調して信号に戻す復調手段
である。206は充電手段である。

４は発光手段の光を前記光波分離手段202まで伝送す
る光波伝送手段である。前記主回路１と前記光波伝送手
段４の間には第１の間隙５を有し、同様に前記補助回路
を前記光波伝送手段４の間には第２の間隙６を有してい
る。

次に本発明の構成の動作を説明する。

通常主回路１内の第１の回路102には電力供給手段101
から電力を直接供給している。補助回路２内の第２の回
路201への電力供給と信号伝送の方法を説明する。

例えば、補助回路２が主回路１から離れていたり、人
手の入らない所に設置されると電池交換等ができず電力
を主回路から供給する必要がある。さらに途中の電磁環
境が悪いと電気的に信号を送ることは困難である。

主回路１内では第１の駆動手段104により第１の発光
手段103（波長λ１）を駆動し電力を光に変換する。

また前記第１の回路から補助回路内の第２の回路に送
る信号は変調手段105で変調された後、２の駆動手段106
と第２の発光手段107（波長λ２）により光に変換す
る。

第１の発光手段103および第２の発光手段107からの光
波は第１の間隙５を伝搬した後、光波伝送手段４に入
る。光波伝送手段４内を伝搬した光は第２の間隙を通っ
た後補助回路２内の光波分離手段202に達する。

光波分離手段202は波長λ１の光波と波長λ２の大部
分の光波を透過し、波長λ２の一部の光波を反射して分
離する。透過した波長λ１および大部分の波長λ２の光
波は第１の光電変換手段203に導かれここで電力に変換
する。変換された電力は充電手段206（容量の大きなコ
ンデンサもしくは２次電池）に充電し安定した電力供給
をより可能とする。

反射した一部の波長λ２の光波は第２の光電変換手段
204に導かれここで電気信号に変換される。第２の光電
変換手段204の出力を復帰手段205は入力し第１の回路10
2が送った信号に復調する。第２回路201はこの復調され
た信号を受けて動作をする。

また光波伝送手段４の両端面に集光手段402,403を設
けると伝送効率を高めることができる。

上記のようにして電力と信号を搬送すると、光波伝送
手段４が水道配管やガス配管の近傍を通っても漏電や爆
発の可能性が無く安全である。さらにもし光波伝送手段
４が水分を吸収し毛細現象により主回路１または補助回
路２に水分が伝わっても第１の間隙５および第２の間隙
６を有しているため回路内に水分が入り故障を生じるこ
とが無い。

また線路が非導電性のためアンテナの役割をしノイズ
を回路内に伝送してしまうことも無い。さらに線路を１
本で電力と信号を搬送することができ設置を容易とす
る。

さらに電力線が直接信号線にノイズ等の悪影響を及ぼ
すことが無く信頼性が向上する。電力と信号を異なる波
長の光波もしくは変調した光波により回路間を伝送し、
光波の大部分を電力に変換しても信号成分は返答されて
いるため微弱信号でも分別可能な光波を用いて信号伝送
することにより効率的な電力伝送と信頼性の高い信号伝
送が可能になる。

第２図の実施例を次に説明する。

主回路１内では第１の回路102から補助回路内の第２
の回路201に送る信号は変調手段105で変調された後、そ
の信号を第１の駆動手段104に送る。第１の駆動手段104
は伝送する電力に変調手段105からの信号を重畳して駆
動信号を構成する。この駆動信号により第１発光手段10
3を駆動する。

第１の発光手段103からの光波は第１の間隙５を伝搬
した後、光波伝送手段４に入る。光波伝送手段４内を伝
搬した光は第２の間隙６を通った後補助回路２内の第１
の光電変換手段203と第２の光電変換手段204に導かれ
る。

第１の光電変換手段203は光波の大部分を電力に変換
する。変換された電力は充電手段206（容量の大きなコ
ンデンサもしくは２次電池）に充電し安定した電力供給
をより可能とする。

第１の光電変換手段203の近傍で光波内の変調信号の
一部を漏れ光として受ける第２の光電変換手段は微弱信
号分を電気信号に変換する。第２の光電変換手段204の
出力を復調手段205は入力し第１の回路102が送った信号
に復調する。第２回路201はこの復調された信号を受け
て動作をする。

発明の効果 以上のように本発明の電力および信号搬送装置は、電
力供給手段と前記電力供給手段の電力を第１の波長の光
に変換する第１の発光手段と、伝送する信号を変調する
変調手段と、前記変調手段の信号を第２の波長の光に変
換する第２の発光手段とを有する主回路と、第１の波長
および第２の波長の光波を略透過し第２の波長の光波の
一部を反射して光波を分離する光波分離手段と、透過し
た第１の波長の光波を主として電力に変換する第１の光
電変換手段と、反射した第２の波長を復調して信号に戻
す復調手段とを有する補助回路と、前記主回路の発光手
段の光波を前記補助回路の光波分離手段に伝送する光波
伝送手段とを有する構成からなり、光波伝送手段が水道
配管やガス配管の近傍を通っても漏電や爆発の可能性が
無く安全である。さらにもし光波伝送手段が水分を吸収
し毛細現象により主回路または補助回路に水分が伝わっ
ても第１の間隙および第２の間隙を有しているため回路
内に水分が入り故障を生じることが無い。

また線路が非導電性のためアンテナの役割をしノイズ
を回路内に伝送してしまうことも無い。さらに線路を１
本で電力と信号を搬送することができ設置を容易とす
る。

さらに電力線が直接信号線にノイズ等の悪影響を及ぼ
すことが無く信頼性が向上する。

また本発明は、電力供給手段と、伝送する信号を変調
する変調手段と、前記電力供給手段の電力と前記変調手
段の信号とを重畳して光に変換する発光手段とを有する
主回路と、光波を電力に変換する第１の光電変換手段
と、前記第１の光電変換手段の近傍で光波内の変調信号
の一部を受け電気に変換する第２の光電変換手段と前記
第２の光電変換手段の信号を復調する復調手段とを有す
る補助回路と、前記主回路の発光手段の光波を前記補助
回路に伝送する光波伝送手段とを有する構成からなり、
伝送する光波を変調することにより同波長で電力と信号
を伝送することができ簡単に電力と信号の搬送を可能と
することである。

また、電力と信号を変調した光波により回路間を伝送
し、光波の大部分を電力に変換しても信号成分は変調さ
れているため微弱信号でも分別可能な光波を用いて信号
伝送することにより効率的な電力伝送と信頼性の高い信
号伝送が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電力搬送装置のブロック
図、第２図は同装置の他の実施例におけるブロック図、
第３図は従来の電力および信号搬送装置のブロック図で
ある。 １……主回路、２……補助回路、４……光波伝送手段、
５……第１の間隙、６……第２の間隙、103……第１の
発光手段、107……第２の発光手段、202……光波分離手
段、403,404……集光手段。

フロントページの続き (72)発明者 長岡 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 城戸内 康夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−157944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−109340（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力供給手段と前記電力供給手段の電力を
   第１の波長の光に変換する第１の発光手段と、伝送する
   信号を変調する変調手段と、前記変調手段の信号を第２
   の波長の光に変換する第２の発光手段とを有する主回路
   と、第１の波長および第２の波長の光波を略透過し第２
   の波長の光波の一部を反射して光波を分離する光波分離
   手段と、透過した第１の波長の光波を主として電力に変
   換する第１の光電変換手段と、反射した一部の第２の波
   長の光波を復調して信号に戻す復調手段とを有する補助
   回路と、前記主回路の発光手段の光波を前記補助回路の
   光波分離手段に伝送する光波伝送手段とを有する電力お
   よび信号搬送装置。
2. 【請求項２】電力供給手段と、伝送する信号を変調する
   変調手段と、前記電力供給手段の電力と前記変調手段の
   信号とを重畳して光に変換する発光手段とを有する主回
   路と、光波を電力に変換する第１の光電変換手段と、前
   記第１の光電変換手段の近傍で光波内の変調信号の一部
   を受け電気に変換する第２の光電変換手段と前記第２の
   光電変換手段の信号を復調する復調手段とを有する補助
   回路と、前記主回路の発光手段の光波を前記補助回路に
   伝送する光波伝送手段とを有する電力および信号搬送装
   置。