JP3535753B2 - 光パワー給電装置 - Google Patents
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光パワーを搬送し
て電力を供給する光パワー給電装置に関するものであ
る。
て電力を供給する光パワー給電装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光パワー給電装置の概略図を図１
に示す。この種の装置は基本的に、光パワーを発生する
主回路と、光パワーを搬送する光伝送路と、光パワーを
受取る副回路とから構成されている。図１において、１
は電力供給手段である電源、２は電源からの電力で光パ
ワーを発生する発光手段であるレーザ素子、３は光パワ
ーを電力に変換する受光手段である光電変換素子、４は
光パワーを搬送する光伝送路である光ファイバ、５は負
荷となる機器、１００は電源とレーザ素子を含む主回
路、２００は光電変換素子を含む副回路である。
に示す。この種の装置は基本的に、光パワーを発生する
主回路と、光パワーを搬送する光伝送路と、光パワーを
受取る副回路とから構成されている。図１において、１
は電力供給手段である電源、２は電源からの電力で光パ
ワーを発生する発光手段であるレーザ素子、３は光パワ
ーを電力に変換する受光手段である光電変換素子、４は
光パワーを搬送する光伝送路である光ファイバ、５は負
荷となる機器、１００は電源とレーザ素子を含む主回
路、２００は光電変換素子を含む副回路である。
【０００３】従来の光パワー給電装置では、主回路１０
０側において、電源１からの電力でレーザ素子２が光パ
ワーを発生し、この光パワーを光ファイバ４で副回路２
００側まで搬送し、さらに副回路２００側で、搬送され
てきた光パワーを光電変換素子３で電力に変換した後
に、負荷となる機器５に電力を供給していた。
０側において、電源１からの電力でレーザ素子２が光パ
ワーを発生し、この光パワーを光ファイバ４で副回路２
００側まで搬送し、さらに副回路２００側で、搬送され
てきた光パワーを光電変換素子３で電力に変換した後
に、負荷となる機器５に電力を供給していた。
【０００４】光パワー給電装置は、電線による給電方法
での線路が導電性であることに起因する漏電や電磁誘導
ノイズ等の弊害を防げる等の理由で、また遠隔地や水中
等の電源の取れない場所や化学プラント等に設置される
機器等への電気的絶縁が可能な給電方法として、用いら
れている。
での線路が導電性であることに起因する漏電や電磁誘導
ノイズ等の弊害を防げる等の理由で、また遠隔地や水中
等の電源の取れない場所や化学プラント等に設置される
機器等への電気的絶縁が可能な給電方法として、用いら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光パワー給電装
置では、光パワーを供給する主回路側からは光伝送路、
光パワーを受取る副回路、および負荷側の状態を把握す
ることができないために、主回路側から一方的かつ連続
的に光パワーを供給していた。そのため、光パワーを搬
送する光伝送路に異常が発生した場合、例えば何等かの
原因で光ファイバが破断した場合には、副回路側に電力
を供給することが不可能になるだけではなく、光ファイ
バの破断箇所からレーザ光が外部に漏れ出すことによ
り、直接的には人体に障害を及ぼしたり、あるいは化学
プラントやガソリンスタンド等の爆発性ガスが存在する
環境下では爆発事故や火災等を起す等の危険性を有して
いた。
置では、光パワーを供給する主回路側からは光伝送路、
光パワーを受取る副回路、および負荷側の状態を把握す
ることができないために、主回路側から一方的かつ連続
的に光パワーを供給していた。そのため、光パワーを搬
送する光伝送路に異常が発生した場合、例えば何等かの
原因で光ファイバが破断した場合には、副回路側に電力
を供給することが不可能になるだけではなく、光ファイ
バの破断箇所からレーザ光が外部に漏れ出すことによ
り、直接的には人体に障害を及ぼしたり、あるいは化学
プラントやガソリンスタンド等の爆発性ガスが存在する
環境下では爆発事故や火災等を起す等の危険性を有して
いた。
【０００６】本発明の目的は、上記のような従来の課題
を解決するためになされたものであり、光パワーを搬送
している光伝送路に異常が発生した場合に、これを検出
して光パワーの発生を停止させる機能を有する、安全性
が高い光パワー給電装置を提供することである。
を解決するためになされたものであり、光パワーを搬送
している光伝送路に異常が発生した場合に、これを検出
して光パワーの発生を停止させる機能を有する、安全性
が高い光パワー給電装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の光パワー給電装置は、光パワーを発生す
る主回路と、前記主回路で発生した光パワーを搬送する
光伝送路と、前記光伝送路で搬送された光パワーを受取
る副回路とからなる光パワー給電装置において、前記主
回路には、第１の電力供給手段からの電力で第１の光を
発生する第１の発光手段、第２の電力供給手段からの電
力で第２の光を発生する第２の発光手段、および第３の
光を受ける第３の受光手段とを含み、前記副回路には、
前記主回路から搬送されてきた第１の光を受ける第１の
受光手段、前記主回路から搬送されてきた第２の光を受
ける第２の受光手段、および第３の光を発生する第３の
発光手段とを含み、前記主回路の第２の発光手段で発生
して前記光伝送路で搬送されてきた第２の光の光量に比
例した光量で第３の光を前記副回路の第３の発光手段で
発生せしめる機能を有し、この副回路で発生した第３の
光を、前記光伝送路で搬送して前記主回路の第３の受光
手段で受光し、この第３の光の光量が変化した場合に、
前記主回路の第１の発光手段からの第１の光の発光を停
止させる機能を有する遮断回路を設けた光パワー給電装
置であって、第１の発光手段で発生した第１の光の波長
と、第２の発光手段で発生した第２の光の波長と、第３
の発光手段で発生した第３の光の波長とがそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能を有する材
料を用いることを特徴とするものである。
めに、本発明の光パワー給電装置は、光パワーを発生す
る主回路と、前記主回路で発生した光パワーを搬送する
光伝送路と、前記光伝送路で搬送された光パワーを受取
る副回路とからなる光パワー給電装置において、前記主
回路には、第１の電力供給手段からの電力で第１の光を
発生する第１の発光手段、第２の電力供給手段からの電
力で第２の光を発生する第２の発光手段、および第３の
光を受ける第３の受光手段とを含み、前記副回路には、
前記主回路から搬送されてきた第１の光を受ける第１の
受光手段、前記主回路から搬送されてきた第２の光を受
ける第２の受光手段、および第３の光を発生する第３の
発光手段とを含み、前記主回路の第２の発光手段で発生
して前記光伝送路で搬送されてきた第２の光の光量に比
例した光量で第３の光を前記副回路の第３の発光手段で
発生せしめる機能を有し、この副回路で発生した第３の
光を、前記光伝送路で搬送して前記主回路の第３の受光
手段で受光し、この第３の光の光量が変化した場合に、
前記主回路の第１の発光手段からの第１の光の発光を停
止させる機能を有する遮断回路を設けた光パワー給電装
置であって、第１の発光手段で発生した第１の光の波長
と、第２の発光手段で発生した第２の光の波長と、第３
の発光手段で発生した第３の光の波長とがそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能を有する材
料を用いることを特徴とするものである。
【０００８】
【０００９】
【００１０】また本発明は、前記光パワー給電装置にお
いて、波長変換機能材料として、希土類元素を含む材料
を用いることを特徴とするものである。
いて、波長変換機能材料として、希土類元素を含む材料
を用いることを特徴とするものである。
【００１１】また本発明は、前記光パワー給電装置にお
いて、第２の光として、波長９８０ｎｍ帯の光を用い、
且つ第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能材料である
希土類元素のＹｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体を用いること
を特徴とするものである。
いて、第２の光として、波長９８０ｎｍ帯の光を用い、
且つ第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能材料である
希土類元素のＹｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体を用いること
を特徴とするものである。
【００１２】また本発明は、前記光パワー給電装置にお
いて、第２の光として、波長９８０ｎｍ帯、１３００ｎ
ｍ帯、１５００ｎｍ帯、あるいは１６００ｎｍ帯の光を
用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第３の光を
発生せしめる第３の発光手段として、波長変換機能材料
である希土類元素のＥｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｅｒ
3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光体、Ｄ
ｙ3+、Ｎｄ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光
体、Ｙｂ3+、Ｅｒ3+を含む蛍光体、Ｙｂ3+、Ｐｒ3+を含
む蛍光体、あるいはＹｂ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体を用い
ることを特徴とするものである。
いて、第２の光として、波長９８０ｎｍ帯、１３００ｎ
ｍ帯、１５００ｎｍ帯、あるいは１６００ｎｍ帯の光を
用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第３の光を
発生せしめる第３の発光手段として、波長変換機能材料
である希土類元素のＥｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｅｒ
3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光体、Ｄ
ｙ3+、Ｎｄ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光
体、Ｙｂ3+、Ｅｒ3+を含む蛍光体、Ｙｂ3+、Ｐｒ3+を含
む蛍光体、あるいはＹｂ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体を用い
ることを特徴とするものである。
【００１３】また本発明は、前記光パワー給電装置にお
いて、第２の光として、波長１８０ｎｍから３８０ｎｍ
帯の光を用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第
３の光を発生せしめる第３の発光手段として、波長変換
機能材料である希土類元素のＥｕ2+を含む蛍光体、Ｅｕ
3+を含む蛍光体、あるいはＴｂ3+を含む蛍光体を用いる
ことを特徴とするものである。
いて、第２の光として、波長１８０ｎｍから３８０ｎｍ
帯の光を用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第
３の光を発生せしめる第３の発光手段として、波長変換
機能材料である希土類元素のＥｕ2+を含む蛍光体、Ｅｕ
3+を含む蛍光体、あるいはＴｂ3+を含む蛍光体を用いる
ことを特徴とするものである。
【００１４】以上の手段により、光パワーを搬送してい
る光伝送路に異常が発生した場合に、これを検出して光
パワーの発生を停止させる機能を有することから、安全
性および信頼性が高く、かつ小型で経済的な光パワー給
電装置になる。
る光伝送路に異常が発生した場合に、これを検出して光
パワーの発生を停止させる機能を有することから、安全
性および信頼性が高く、かつ小型で経済的な光パワー給
電装置になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
形態例を詳細に説明する。
【００１６】［実施形態例１］図１は本発明の実施形態
例を説明する光パワー給電装置の概略図であり、図２と
同一部分については同一符号を付けて説明する。
例を説明する光パワー給電装置の概略図であり、図２と
同一部分については同一符号を付けて説明する。
【００１７】図１の主回路１０００において、１は第１
の電力供給手段である電源、２は電源１からの電力で第
１の光パワーを発生する第１の発光手段であるレーザ素
子、２１は第２の電力供給手段である電源、２２は第２
の電源２１からの電力で第２の光を発生する第２の発光
手段であるレーザあるいは発光ダイオード等の発光素
子、３３は副回路から搬送されてきた第３の光を受ける
第３の受光手段である受光素子、６は第３の光の光量が
変化した場合にレーザ素子２で発生する第１の光の発光
を停止させる機能を有する遮断回路である。一方、副回
路２０００において、３は主回路１０００から搬送され
てきた第１の光を受ける第１の受光手段である光電変換
素子、３２は主回路１０００から搬送されてきた第２の
光を受け、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を
発生する機能を有する、第２の受光手段である受光素子
や第３の発光手段である発光素子等を含む回路もしくは
波長変換機能材料である。４は第１の光、第２の光、お
よび第３の光を搬送する光伝送路である光ファイバであ
る。５は負荷となる機器である。
の電力供給手段である電源、２は電源１からの電力で第
１の光パワーを発生する第１の発光手段であるレーザ素
子、２１は第２の電力供給手段である電源、２２は第２
の電源２１からの電力で第２の光を発生する第２の発光
手段であるレーザあるいは発光ダイオード等の発光素
子、３３は副回路から搬送されてきた第３の光を受ける
第３の受光手段である受光素子、６は第３の光の光量が
変化した場合にレーザ素子２で発生する第１の光の発光
を停止させる機能を有する遮断回路である。一方、副回
路２０００において、３は主回路１０００から搬送され
てきた第１の光を受ける第１の受光手段である光電変換
素子、３２は主回路１０００から搬送されてきた第２の
光を受け、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を
発生する機能を有する、第２の受光手段である受光素子
や第３の発光手段である発光素子等を含む回路もしくは
波長変換機能材料である。４は第１の光、第２の光、お
よび第３の光を搬送する光伝送路である光ファイバであ
る。５は負荷となる機器である。
【００１８】次に本発明の光パワー給電装置の動作を説
明する。
明する。
【００１９】光パワーを主回路１０００側から副回路２
０００側に搬送するに当って、まず始めに行わなければ
ならないことは、光ファイバ４が正常に機能しているか
どうかを確認することである。この点を確認することな
く高エネルギーの光パワーの搬送を開始することは、万
一、光ファイバ４に異常があった場合を考えると大変危
険である。光ファイバ４の状態を確認する方法は次の通
りである。
０００側に搬送するに当って、まず始めに行わなければ
ならないことは、光ファイバ４が正常に機能しているか
どうかを確認することである。この点を確認することな
く高エネルギーの光パワーの搬送を開始することは、万
一、光ファイバ４に異常があった場合を考えると大変危
険である。光ファイバ４の状態を確認する方法は次の通
りである。
【００２０】まず、主回路１０００において、第２の電
力供給手段である電源２１からの電力により第２の発光
手段である発光素子２２で発生させた第２の光を、光伝
送路である光ファイバ４で副回路２０００に搬送する。
この第２の光は、光パワーを搬送するための光ではな
く、光伝送路である光ファイバ４が正常に機能している
ことを確認するための光である。そのため、その光量は
大きな値である必要はない。従って、万一、光伝送路で
ある光ファイバ４に異常があって、この第２の光が外部
に漏洩した場合でも、特に危険や障害を周囲に及ぼすこ
とはない。
力供給手段である電源２１からの電力により第２の発光
手段である発光素子２２で発生させた第２の光を、光伝
送路である光ファイバ４で副回路２０００に搬送する。
この第２の光は、光パワーを搬送するための光ではな
く、光伝送路である光ファイバ４が正常に機能している
ことを確認するための光である。そのため、その光量は
大きな値である必要はない。従って、万一、光伝送路で
ある光ファイバ４に異常があって、この第２の光が外部
に漏洩した場合でも、特に危険や障害を周囲に及ぼすこ
とはない。
【００２１】一方、副回路２０００では、光ファイバ４
で搬送されてきた第２の光を受け、その光量に比例した
光量で第３の光を発生する機能を有する、第２の受光手
段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等を
含む回路もしくは波長変換機能材料３２から発生した第
３の光を、光ファイバ４で主回路１０００側に搬送す
る。この第３の光の光量は、第２の光の光量と同程度か
もしくはそれ以下であるため、危険な量ではない。
で搬送されてきた第２の光を受け、その光量に比例した
光量で第３の光を発生する機能を有する、第２の受光手
段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等を
含む回路もしくは波長変換機能材料３２から発生した第
３の光を、光ファイバ４で主回路１０００側に搬送す
る。この第３の光の光量は、第２の光の光量と同程度か
もしくはそれ以下であるため、危険な量ではない。
【００２２】主回路１０００では、光ファイバ４で搬送
されてきた第３の光を、第３の受光手段である受光素子
３３で受光する。受光素子３３では第３の光の光量に比
例した電気信号を遮断回路６に伝える。遮断回路６に
は、第２の発光手段である発光素子２２からも第２の光
の光量に比例した電気信号が伝わっており、この値を基
準として、光ファイバ４が正常に機能している時に受光
素子や発光素子等を含む回路もしくは波長変換機能材料
３２から発生する第３の光の光量が光ファイバ４で搬送
された場合に受光素子３３から伝わる電気信号の値が設
定値としてあらかじめ定められている。そして遮断回路
６では、受光素子３３からの電気信号を、このあらかじ
め設定されている設定値と比較する。そして、受光素子
３３からの電気信号が設定値より低い場合には、電源１
とレーザ素子２からなる光パワー発生回路に接続されて
いる遮断回路６を開放することにより、レーザ素子２で
光パワーを発生できない状態とする。また、受光素子３
３からの電気信号が設定値と同等の場合には、遮断回路
６を閉鎖することにより、レーザ素子２で光パワーを発
生できる状態とする。ここで、受光素子３３からの電気
信号があらかじめ設定されている設定値と同等であるこ
とは光ファイバ４が正常に機能していることを意味して
いる。また、受光素子３３からの電気信号があらかじめ
設定されている設定値より低いことは、何等かの原因、
例えば光ファイバ４に亀裂が生じる等の異常が発生した
ことにより、受光素子３３から見て、主回路１０００の
発光素子２２で発生した第２の光の光量に比例して副回
路２０００の受光素子や発光素子等を含む回路もしくは
波長変換機能材料３２の第３の発光手段である発光素子
で発生した第３の光の光量が、光ファイバ４が正常に機
能している場合と比較して低減したことを意味してい
る。以上の動作により光ファイバ４の状態を確認するこ
とができ、光パワーの給電を開始するに当って、光ファ
イバ４に異常があった場合でも光パワーの搬送による危
険を回避することが可能となる。
されてきた第３の光を、第３の受光手段である受光素子
３３で受光する。受光素子３３では第３の光の光量に比
例した電気信号を遮断回路６に伝える。遮断回路６に
は、第２の発光手段である発光素子２２からも第２の光
の光量に比例した電気信号が伝わっており、この値を基
準として、光ファイバ４が正常に機能している時に受光
素子や発光素子等を含む回路もしくは波長変換機能材料
３２から発生する第３の光の光量が光ファイバ４で搬送
された場合に受光素子３３から伝わる電気信号の値が設
定値としてあらかじめ定められている。そして遮断回路
６では、受光素子３３からの電気信号を、このあらかじ
め設定されている設定値と比較する。そして、受光素子
３３からの電気信号が設定値より低い場合には、電源１
とレーザ素子２からなる光パワー発生回路に接続されて
いる遮断回路６を開放することにより、レーザ素子２で
光パワーを発生できない状態とする。また、受光素子３
３からの電気信号が設定値と同等の場合には、遮断回路
６を閉鎖することにより、レーザ素子２で光パワーを発
生できる状態とする。ここで、受光素子３３からの電気
信号があらかじめ設定されている設定値と同等であるこ
とは光ファイバ４が正常に機能していることを意味して
いる。また、受光素子３３からの電気信号があらかじめ
設定されている設定値より低いことは、何等かの原因、
例えば光ファイバ４に亀裂が生じる等の異常が発生した
ことにより、受光素子３３から見て、主回路１０００の
発光素子２２で発生した第２の光の光量に比例して副回
路２０００の受光素子や発光素子等を含む回路もしくは
波長変換機能材料３２の第３の発光手段である発光素子
で発生した第３の光の光量が、光ファイバ４が正常に機
能している場合と比較して低減したことを意味してい
る。以上の動作により光ファイバ４の状態を確認するこ
とができ、光パワーの給電を開始するに当って、光ファ
イバ４に異常があった場合でも光パワーの搬送による危
険を回避することが可能となる。
【００２３】光ファイバ４が正常に機能していることが
確認できた後、主回路１０００の第１の電力供給手段で
ある電源１からの電力により第１の発光手段であるレー
ザ素子２で第１の光を発生させ、この光を光伝送路であ
る光ファイバ４で副回路２０００側に搬送する。この第
１の光は副回路２０００側に電力を供給するために搬送
する光パワーであるため、その光量は大きな値である。
副回路２０００では、この第１の光を第１の受光手段で
ある光電変換素子３で受け、電気エネルギーに変換した
後に、その電力を負荷である機器５に供給する。
確認できた後、主回路１０００の第１の電力供給手段で
ある電源１からの電力により第１の発光手段であるレー
ザ素子２で第１の光を発生させ、この光を光伝送路であ
る光ファイバ４で副回路２０００側に搬送する。この第
１の光は副回路２０００側に電力を供給するために搬送
する光パワーであるため、その光量は大きな値である。
副回路２０００では、この第１の光を第１の受光手段で
ある光電変換素子３で受け、電気エネルギーに変換した
後に、その電力を負荷である機器５に供給する。
【００２４】このように主回路１０００側から副回路２
０００側に光パワーを供給している間も、主回路１００
０の第３の光の受光素子３３では光ファイバ４の状態を
常にモニタしている。そして、光ファイバ４に亀裂が生
じる等の異常が発生した場合には、第３の光の光量が低
減するため、受光素子３３から遮断回路６に伝わる電気
信号が低下する。すると、あらかじめ設定しておいた設
定値と比較してこの電気信号が低いことを検知した遮断
回路６は、光パワー発生回路を開放状態とすることによ
りレーザ素子２から発生される光パワーを停止させ、光
ファイバ４の亀裂部分等からの光の漏洩による危険を回
避することができる。
０００側に光パワーを供給している間も、主回路１００
０の第３の光の受光素子３３では光ファイバ４の状態を
常にモニタしている。そして、光ファイバ４に亀裂が生
じる等の異常が発生した場合には、第３の光の光量が低
減するため、受光素子３３から遮断回路６に伝わる電気
信号が低下する。すると、あらかじめ設定しておいた設
定値と比較してこの電気信号が低いことを検知した遮断
回路６は、光パワー発生回路を開放状態とすることによ
りレーザ素子２から発生される光パワーを停止させ、光
ファイバ４の亀裂部分等からの光の漏洩による危険を回
避することができる。
【００２５】［実施形態例２］次に、実施形態例２につ
いて説明する。ここでは、第１の光、第２の光、および
第３の光を搬送する光伝送路として、同一の光ファイバ
４を用いる。
いて説明する。ここでは、第１の光、第２の光、および
第３の光を搬送する光伝送路として、同一の光ファイバ
４を用いる。
【００２６】ここで、第１の光を搬送する光伝送路と、
第２の光を搬送する光伝送路、および第３の光を搬送す
る光伝送路が全て別々の光ファイバを用いる場合には、
第１、第２、および第３の光の波長が同一であっても構
わない。但し、同一の光ファイバ４を光伝送路として用
いる場合には、これらの３つの光の波長を全て異なる波
長にする必要がある。即ち、第１の光の波長と第２の光
の波長とを変えてやらないと、副回路２０００におけ
る、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生す
る機能を有する第２の受光手段である受光素子や第３の
発光手段である発光素子等を含む回路もしくは波長変換
機能材料３２が、第１の光の影響により第２の光の光量
に比例した光量で第３の光を発生させることができな
い。また、第２の光の波長と第３の光の波長とを変えて
やらないと、光ファイバ４に破断等の異常が発生した場
合に、破断点で反射して主回路１０００側に戻ってきた
第２の光の光量がたまたまあらかじめ設定しておいた設
定値と同等になった場合に、光ファイバ４の異常を検出
できないため危険な状態になる可能性がある。しかしな
がら、第１、第２、および第３の光の波長がそれぞれ異
なる場合には、同一の光ファイバ４を光伝送路として用
いた場合でも、上記のような不都合の発生を未然に防ぐ
ことが可能であり、安全性が高い装置となる。
第２の光を搬送する光伝送路、および第３の光を搬送す
る光伝送路が全て別々の光ファイバを用いる場合には、
第１、第２、および第３の光の波長が同一であっても構
わない。但し、同一の光ファイバ４を光伝送路として用
いる場合には、これらの３つの光の波長を全て異なる波
長にする必要がある。即ち、第１の光の波長と第２の光
の波長とを変えてやらないと、副回路２０００におけ
る、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生す
る機能を有する第２の受光手段である受光素子や第３の
発光手段である発光素子等を含む回路もしくは波長変換
機能材料３２が、第１の光の影響により第２の光の光量
に比例した光量で第３の光を発生させることができな
い。また、第２の光の波長と第３の光の波長とを変えて
やらないと、光ファイバ４に破断等の異常が発生した場
合に、破断点で反射して主回路１０００側に戻ってきた
第２の光の光量がたまたまあらかじめ設定しておいた設
定値と同等になった場合に、光ファイバ４の異常を検出
できないため危険な状態になる可能性がある。しかしな
がら、第１、第２、および第３の光の波長がそれぞれ異
なる場合には、同一の光ファイバ４を光伝送路として用
いた場合でも、上記のような不都合の発生を未然に防ぐ
ことが可能であり、安全性が高い装置となる。
【００２７】なお、一つの光ファイバ４に３種類の波長
の光を通すための合波と分波の手段について述べる。ま
ず、合波について述べる。光路の変換が必要な場合に
は、ミラー等を用いて光路を変換させ、合波する際に
は、ハーフミラーやダイクロイックミラー（ある波長を
境としてそれより長波長側の光を透過（あるいは反射）
し短波長側の光を反射（あるいは透過）する機能を持つ
ミラー）等を用いて複数の波長の光の光軸を一致させる
ことにより、一つの光ファイバ４の中を伝送させる。次
に分波について述べる。分波する際は、合波する場合の
逆で、一つの光ファイバ４の中を伝送してきた光を、ハ
ーフミラーやダイクロイックミラー等を用いて複数の波
長の光に分離する。光路の変換等については必要に応じ
てミラー等を用いる。また、複数の波長の光の合波、あ
るいは分波の際に、光の広がりの抑制や光ファイバ４へ
の結合等の目的でレンズ等を用いて光の平行光化や集光
等、光ビームの加工を行っても良い。あるいは受光素子
の直近に所望の波長の光のみを選択的に通過させる機能
を持つフィルタ類を用いても良い。
の光を通すための合波と分波の手段について述べる。ま
ず、合波について述べる。光路の変換が必要な場合に
は、ミラー等を用いて光路を変換させ、合波する際に
は、ハーフミラーやダイクロイックミラー（ある波長を
境としてそれより長波長側の光を透過（あるいは反射）
し短波長側の光を反射（あるいは透過）する機能を持つ
ミラー）等を用いて複数の波長の光の光軸を一致させる
ことにより、一つの光ファイバ４の中を伝送させる。次
に分波について述べる。分波する際は、合波する場合の
逆で、一つの光ファイバ４の中を伝送してきた光を、ハ
ーフミラーやダイクロイックミラー等を用いて複数の波
長の光に分離する。光路の変換等については必要に応じ
てミラー等を用いる。また、複数の波長の光の合波、あ
るいは分波の際に、光の広がりの抑制や光ファイバ４へ
の結合等の目的でレンズ等を用いて光の平行光化や集光
等、光ビームの加工を行っても良い。あるいは受光素子
の直近に所望の波長の光のみを選択的に通過させる機能
を持つフィルタ類を用いても良い。
【００２８】［実施形態例３］次に、実施形態例３につ
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能を有する材料を用いる。
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能を有する材料を用いる。
【００２９】この種の材料は、ある波長の光を照射され
ると、照射された光量に比例した一定の光量で、照射さ
れた光の波長とは異なる波長の光を発生する機能を有す
る。即ち、一定の効率で波長を変換する機能を持つ材料
である。従って、実施形態例１で述べたのと同様の動作
が可能であり、光ファイバ４に異常が発生した場合にこ
れを検出して光パワーの発生を停止させる機能を有す
る。
ると、照射された光量に比例した一定の光量で、照射さ
れた光の波長とは異なる波長の光を発生する機能を有す
る。即ち、一定の効率で波長を変換する機能を持つ材料
である。従って、実施形態例１で述べたのと同様の動作
が可能であり、光ファイバ４に異常が発生した場合にこ
れを検出して光パワーの発生を停止させる機能を有す
る。
【００３０】このように、副回路２０００における、第
２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生する機能
を有する第２の受光手段である受光素子や第３の発光手
段である発光素子等を含む回路もしくは波長変換機能材
料３２として、電力を消費する素子等を含む回路ではな
く、波長変換機能を有する材料を用いることは、安全性
が高いことに加えて次のような様々な利点を生ずる。主
回路１０００側から副回路２０００側には、本来、負荷
となる機器５が必要とする電力を得るために必要な光パ
ワーのみを搬送すれば良いが、電力を消費する素子等を
含む回路を用いた場合には、この回路で消費する電力を
得るための光パワーも余分に搬送してやらなければなら
ない。その分、光パワーを発生させるレーザ素子２の負
担が増すと共に、副回路２０００が大型で高価な装置に
なる。また、回路中の素子が故障した場合には、本来の
機能を果たすことができないため、信頼性の低い装置と
なってしまう。即ち、第２の光の光量に比例した光量で
第３の光を発生する機能を有する第２の受光手段である
受光素子や第３の発光手段である発光素子等を含む回路
もしくは波長変換機能材料３２として、波長変換機能材
料の適用により、安全性および信頼性が高く、かつ小型
で経済的な装置になる。
２の光の光量に比例した光量で第３の光を発生する機能
を有する第２の受光手段である受光素子や第３の発光手
段である発光素子等を含む回路もしくは波長変換機能材
料３２として、電力を消費する素子等を含む回路ではな
く、波長変換機能を有する材料を用いることは、安全性
が高いことに加えて次のような様々な利点を生ずる。主
回路１０００側から副回路２０００側には、本来、負荷
となる機器５が必要とする電力を得るために必要な光パ
ワーのみを搬送すれば良いが、電力を消費する素子等を
含む回路を用いた場合には、この回路で消費する電力を
得るための光パワーも余分に搬送してやらなければなら
ない。その分、光パワーを発生させるレーザ素子２の負
担が増すと共に、副回路２０００が大型で高価な装置に
なる。また、回路中の素子が故障した場合には、本来の
機能を果たすことができないため、信頼性の低い装置と
なってしまう。即ち、第２の光の光量に比例した光量で
第３の光を発生する機能を有する第２の受光手段である
受光素子や第３の発光手段である発光素子等を含む回路
もしくは波長変換機能材料３２として、波長変換機能材
料の適用により、安全性および信頼性が高く、かつ小型
で経済的な装置になる。
【００３１】［実施形態例４］次に、実施形態例４につ
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＹｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体を用いる。
本実施形態例で用いた蛍光体の組成はＹｂＦ3 −ＴｂＦ
3 −ＬｕＦ3 −ΖｎＦ2 −ＰｂＦ2 −ＳｉＯ2 であり、
この蛍光体を蛍光体Ａとする。
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＹｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体を用いる。
本実施形態例で用いた蛍光体の組成はＹｂＦ3 −ＴｂＦ
3 −ＬｕＦ3 −ΖｎＦ2 −ＰｂＦ2 −ＳｉＯ2 であり、
この蛍光体を蛍光体Ａとする。
【００３２】ここでは、第２の発光手段であるレーザあ
るいは発光ダイオード等の発光素子２２として波長９８
０ｎｍ帯の光を発生する半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅ
ｒＤｉｏｄｅ）を用いる。この波長９８０ｎｍの第２の
光を、光ファイバ４を通して波長変換機能材料の蛍光体
Ａに照射すると、蛍光体Ａは第３の光として、図３に示
すような５３０〜５６０ｎｍあるいは４８０〜５００ｎ
ｍにピークを持つスペクトルの光を発生する。蛍光体Ａ
では、照射された９８０ｎｍの光をＹｂ3+が吸収し励起
された状態になる。Ｙｂ3+が励起状態から基底状態に緩
和する際に、そのエネルギをＴｂ3+に伝達し、今度はＴ
ｂ3+が励起された状態になる。Ｔｂ3+が励起状態から基
底状態に緩和する際に図３に示すスペクトルの光を発生
する。つまり、蛍光体Ａでは、Ｙｂ3+が吸収イオンとし
ての役割、Ｔｂ3+が発光イオンとしての役割を果たすこ
とにより、波長９８０ｎｍから波長５３０〜５６０ｎｍ
あるいは４８０〜５００ｎｍの光に波長変換する機能を
持つ。
るいは発光ダイオード等の発光素子２２として波長９８
０ｎｍ帯の光を発生する半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅ
ｒＤｉｏｄｅ）を用いる。この波長９８０ｎｍの第２の
光を、光ファイバ４を通して波長変換機能材料の蛍光体
Ａに照射すると、蛍光体Ａは第３の光として、図３に示
すような５３０〜５６０ｎｍあるいは４８０〜５００ｎ
ｍにピークを持つスペクトルの光を発生する。蛍光体Ａ
では、照射された９８０ｎｍの光をＹｂ3+が吸収し励起
された状態になる。Ｙｂ3+が励起状態から基底状態に緩
和する際に、そのエネルギをＴｂ3+に伝達し、今度はＴ
ｂ3+が励起された状態になる。Ｔｂ3+が励起状態から基
底状態に緩和する際に図３に示すスペクトルの光を発生
する。つまり、蛍光体Ａでは、Ｙｂ3+が吸収イオンとし
ての役割、Ｔｂ3+が発光イオンとしての役割を果たすこ
とにより、波長９８０ｎｍから波長５３０〜５６０ｎｍ
あるいは４８０〜５００ｎｍの光に波長変換する機能を
持つ。
【００３３】ここで、５３０〜５６０ｎｍあるいは４８
０〜５００ｎｍの波長の光量つまり発光強度は、波長９
８０ｎｍの照射光の強度に依存する。しかし、照射光強
度が一定であれば、変換後の発光強度も一定である。即
ち、Ｙｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体Ａは、一定の効率で波
長を変換する機能を持つ材料である。従って、実施形態
例１で述べたのと同様の動作が可能であり、光伝送路に
異常が発生した場合にこれを検出して光パワーの発生を
停止させる機能を有する。
０〜５００ｎｍの波長の光量つまり発光強度は、波長９
８０ｎｍの照射光の強度に依存する。しかし、照射光強
度が一定であれば、変換後の発光強度も一定である。即
ち、Ｙｂ3+、Ｔｂ3+を含む蛍光体Ａは、一定の効率で波
長を変換する機能を持つ材料である。従って、実施形態
例１で述べたのと同様の動作が可能であり、光伝送路に
異常が発生した場合にこれを検出して光パワーの発生を
停止させる機能を有する。
【００３４】なお、本実施形態例では、蛍光体Ａとして
ＹｂＦ3 −ＴｂＦ3 −ＬｕＦ3 −ΖｎＦ2 −ＰｂＦ2 −
ＳｉＯ2 からなる組成の蛍光体を用いたが、本発明に用
いる蛍光体は必ずしもこの組成に限定されるものではな
く、Ｙｂを数％から数１０％、Ｔｂを数％含有していれ
ば良い。
ＹｂＦ3 −ＴｂＦ3 −ＬｕＦ3 −ΖｎＦ2 −ＰｂＦ2 −
ＳｉＯ2 からなる組成の蛍光体を用いたが、本発明に用
いる蛍光体は必ずしもこの組成に限定されるものではな
く、Ｙｂを数％から数１０％、Ｔｂを数％含有していれ
ば良い。
【００３５】このように波長変換機能材料に照射する第
２の光の強度に依存して、第３の光の強度も変化する。
しかしながら、この第２、あるいは第３の光は光伝送路
の状態を確認するための光であるため、その光量は大き
な値である必要はない。従って、本実施形態例では第２
の光の発生装置としてＬＤを用いたが、ＬＤの代りにＬ
ＥＤやランプをフィルタ等で分光した光を用いても良
い。また、第２の光を波長変換機能材料に照射する際
に、レンズ等を用いて集光することにより照射光の密度
を高めれば、波長変換効率を高めることも可能である。
２の光の強度に依存して、第３の光の強度も変化する。
しかしながら、この第２、あるいは第３の光は光伝送路
の状態を確認するための光であるため、その光量は大き
な値である必要はない。従って、本実施形態例では第２
の光の発生装置としてＬＤを用いたが、ＬＤの代りにＬ
ＥＤやランプをフィルタ等で分光した光を用いても良
い。また、第２の光を波長変換機能材料に照射する際
に、レンズ等を用いて集光することにより照射光の密度
を高めれば、波長変換効率を高めることも可能である。
【００３６】また、第３の光の受光手段である受光素子
３３には、第３の光のスペクトルのピーク成分のみ、本
実施形態例では例えば波長５３０〜５６０ｎｍが透過す
るようなフィルタを組み合わせても良い。
３３には、第３の光のスペクトルのピーク成分のみ、本
実施形態例では例えば波長５３０〜５６０ｎｍが透過す
るようなフィルタを組み合わせても良い。
【００３７】［実施形態例５］次に、実施形態例５につ
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＥｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｅｒ3+を
含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｎ
ｄ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体、Ｙｂ
3+、Ｅｒ3+を含む蛍光体、Ｙｂ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光
体、あるいはＹｂ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体を用いる。本
実施形態例で用いた蛍光体の組成は、ＥｒＣｌ3 −Ｂａ
Ｃｌ2 、ＤｙＢｒ3 −ＥｒＢｒ3 −ＹＢｒ3 、ＤｙＣｌ
3 −ＰｒＣｌ3 −ＧｄＣｌ3 、ＤｙＣｌ3 −ＮｄＣｌ 3
−ＧｄＣｌ3 、ＤｙＣｌ3 −ＨｏＣｌ3 −ＧｄＣｌ3 、
ＹｂＦ3 −ＥｒＦ3 −ＹＦ3 、ＹｂＦ3 −ＰｒＦ3 −Ｙ
Ｆ3 、ＹｂＦ3 −ＨｏＦ3 −ＹＦ3 であり、これらの蛍
光体をそれぞれ蛍光体Ｂ、蛍光体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体
Ｅ、蛍光体Ｆ、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、あるいは蛍光体Ｉ
とする。
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＥｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｅｒ3+を
含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｎ
ｄ3+を含む蛍光体、Ｄｙ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体、Ｙｂ
3+、Ｅｒ3+を含む蛍光体、Ｙｂ3+、Ｐｒ3+を含む蛍光
体、あるいはＹｂ3+、Ｈｏ3+を含む蛍光体を用いる。本
実施形態例で用いた蛍光体の組成は、ＥｒＣｌ3 −Ｂａ
Ｃｌ2 、ＤｙＢｒ3 −ＥｒＢｒ3 −ＹＢｒ3 、ＤｙＣｌ
3 −ＰｒＣｌ3 −ＧｄＣｌ3 、ＤｙＣｌ3 −ＮｄＣｌ 3
−ＧｄＣｌ3 、ＤｙＣｌ3 −ＨｏＣｌ3 −ＧｄＣｌ3 、
ＹｂＦ3 −ＥｒＦ3 −ＹＦ3 、ＹｂＦ3 −ＰｒＦ3 −Ｙ
Ｆ3 、ＹｂＦ3 −ＨｏＦ3 −ＹＦ3 であり、これらの蛍
光体をそれぞれ蛍光体Ｂ、蛍光体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体
Ｅ、蛍光体Ｆ、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、あるいは蛍光体Ｉ
とする。
【００３８】ここでは、第２の発光手段である発光素子
２２として波長１５００ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用
いる。この波長１５００ｎｍの第２の光を、光ファイバ
４を通して波長変換機能材料の蛍光体Ｂに照射すると、
蛍光体Ｂは第３の光として、図４に示すような５２０〜
５６０ｎｍあるいは６５０〜６８０ｎｍにピークを持つ
スペクトルの光を発生する。また、第２の発光手段であ
る発光素子２２として波長１３００ｎｍ帯の光を発生す
るＬＤを用いて、この波長１３００ｎｍの第２の光を光
ファイバ４を通して波長変換機能材料の蛍光体Ｃ、蛍光
体Ｄ、蛍光体Ｅ、あるいは蛍光体Ｆに照射すると、蛍光
体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体Ｅ、および蛍光体Ｆは第３の光
として、それぞれ図４に示すような５２０〜５６０ｎｍ
と６５０〜６８０ｎｍ、図５に示すような５９０〜６２
０ｎｍ、図６に示すような５２０〜５４０ｎｍと５７０
〜６００ｎｍ、および図７に示すような５３０〜５５０
ｎｍと６４０〜６６０ｎｍにピークを持つスペクトルの
光を発生する。また、第２の発光手段である発光素子２
２として波長９８０ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用い
て、この波長９８０ｎｍの第２の光を、光ファイバ４を
通して蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、あるいは蛍光体Ｉに照射す
ると、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、および蛍光体Ｉは第３の光
として、それぞれ図４に示すような５２０〜５６０ｎｍ
と６５０〜６８０ｎｍ、図５に示すような５９０〜６２
０ｎｍ、および図７に示すような５３０〜５５０ｎｍと
６４０〜６６０ｎｍにピークを持つスぺクトルの光を発
生する。また、第２の発光手段である発光素子２２とし
て波長１６００ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用いて、こ
の波長１６５０ｎｍの第２の光を光ファイバ４を通して
蛍光体Ｃに照射すると、蛍光体Ｃは第３の光として図４
に示すような５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ
にピークを持つスペクトルの光を発生する。
２２として波長１５００ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用
いる。この波長１５００ｎｍの第２の光を、光ファイバ
４を通して波長変換機能材料の蛍光体Ｂに照射すると、
蛍光体Ｂは第３の光として、図４に示すような５２０〜
５６０ｎｍあるいは６５０〜６８０ｎｍにピークを持つ
スペクトルの光を発生する。また、第２の発光手段であ
る発光素子２２として波長１３００ｎｍ帯の光を発生す
るＬＤを用いて、この波長１３００ｎｍの第２の光を光
ファイバ４を通して波長変換機能材料の蛍光体Ｃ、蛍光
体Ｄ、蛍光体Ｅ、あるいは蛍光体Ｆに照射すると、蛍光
体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体Ｅ、および蛍光体Ｆは第３の光
として、それぞれ図４に示すような５２０〜５６０ｎｍ
と６５０〜６８０ｎｍ、図５に示すような５９０〜６２
０ｎｍ、図６に示すような５２０〜５４０ｎｍと５７０
〜６００ｎｍ、および図７に示すような５３０〜５５０
ｎｍと６４０〜６６０ｎｍにピークを持つスペクトルの
光を発生する。また、第２の発光手段である発光素子２
２として波長９８０ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用い
て、この波長９８０ｎｍの第２の光を、光ファイバ４を
通して蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、あるいは蛍光体Ｉに照射す
ると、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、および蛍光体Ｉは第３の光
として、それぞれ図４に示すような５２０〜５６０ｎｍ
と６５０〜６８０ｎｍ、図５に示すような５９０〜６２
０ｎｍ、および図７に示すような５３０〜５５０ｎｍと
６４０〜６６０ｎｍにピークを持つスぺクトルの光を発
生する。また、第２の発光手段である発光素子２２とし
て波長１６００ｎｍ帯の光を発生するＬＤを用いて、こ
の波長１６５０ｎｍの第２の光を光ファイバ４を通して
蛍光体Ｃに照射すると、蛍光体Ｃは第３の光として図４
に示すような５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ
にピークを持つスペクトルの光を発生する。
【００３９】つまり、蛍光体Ｂは波長１５００ｎｍ帯か
ら波長５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍの光に
波長変換する機能を持ち、蛍光体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体
Ｅ、蛍光体Ｆ、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、および蛍光体Ｉ
は、それぞれ波長１３００ｎｍ帯から波長５２０〜５６
０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ、５９０〜６２０ｎｍ、５
２０〜５４０ｎｍと５７０〜６００ｎｍ、５３０〜５５
０ｎｍと６４０〜６６０ｎｍ、および波長９８０ｎｍ帯
から波長５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ、５
９０〜６２０ｎｍ、５３０〜５５０ｎｍと６４０〜６６
０ｎｍの光に波長変換する機能を持つ材料と言える。ま
た、蛍光体Ｃは波長１６００ｎｍ帯から波長５２０〜５
６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍの光に波長変換する機能
をも持つ材料と言える。従って、実施形態例１で述べた
のと同様の動作が可能であり、光伝送路に異常が発生し
た場合にこれを検出して光パワーの発生を停止させる機
能を有する。
ら波長５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍの光に
波長変換する機能を持ち、蛍光体Ｃ、蛍光体Ｄ、蛍光体
Ｅ、蛍光体Ｆ、蛍光体Ｇ、蛍光体Ｈ、および蛍光体Ｉ
は、それぞれ波長１３００ｎｍ帯から波長５２０〜５６
０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ、５９０〜６２０ｎｍ、５
２０〜５４０ｎｍと５７０〜６００ｎｍ、５３０〜５５
０ｎｍと６４０〜６６０ｎｍ、および波長９８０ｎｍ帯
から波長５２０〜５６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍ、５
９０〜６２０ｎｍ、５３０〜５５０ｎｍと６４０〜６６
０ｎｍの光に波長変換する機能を持つ材料と言える。ま
た、蛍光体Ｃは波長１６００ｎｍ帯から波長５２０〜５
６０ｎｍと６５０〜６８０ｎｍの光に波長変換する機能
をも持つ材料と言える。従って、実施形態例１で述べた
のと同様の動作が可能であり、光伝送路に異常が発生し
た場合にこれを検出して光パワーの発生を停止させる機
能を有する。
【００４０】実施形態例４、および実施形態例５では、
第２の光として９８０ｎｍ帯、１３００ｎｍ帯、１５０
０ｎｍ帯、１６００ｎｍ帯の近赤外領域の波長の光を用
い、第３の光として４００ｎｍから７００ｎｍの可視領
域の波長の光を用いた。この場合、第１の光としては、
高出力のＬＤが開発されている波長８００ｎｍ帯の光を
用いるのが望ましい。また、第１の光としてＹＡＧレー
ザ等の波長９８０ｎｍ帯の光を用いる場合には、第２の
光として１３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯、あるいは１
６００ｎｍ帯の近赤外領域の波長の光を用いる等、第１
の光、第２の光、および第３の光の波長をそれぞれ異な
るように組合せれば良い。
第２の光として９８０ｎｍ帯、１３００ｎｍ帯、１５０
０ｎｍ帯、１６００ｎｍ帯の近赤外領域の波長の光を用
い、第３の光として４００ｎｍから７００ｎｍの可視領
域の波長の光を用いた。この場合、第１の光としては、
高出力のＬＤが開発されている波長８００ｎｍ帯の光を
用いるのが望ましい。また、第１の光としてＹＡＧレー
ザ等の波長９８０ｎｍ帯の光を用いる場合には、第２の
光として１３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯、あるいは１
６００ｎｍ帯の近赤外領域の波長の光を用いる等、第１
の光、第２の光、および第３の光の波長をそれぞれ異な
るように組合せれば良い。
【００４１】なお、本発明に用いる蛍光体は上記実施形
態例の組成に限定されるものではなく、必要な希土類元
素を数％から数１０％含有していれば良い。また、負荷
となる機器５側で発生した信号を、副回路２０００で第
４の光を発生させて副回路２０００側から主回路１００
０側に搬送し、給電のみではなく光信号の搬送も可能な
装置に、本装置を改良できることは言うまでもない。
態例の組成に限定されるものではなく、必要な希土類元
素を数％から数１０％含有していれば良い。また、負荷
となる機器５側で発生した信号を、副回路２０００で第
４の光を発生させて副回路２０００側から主回路１００
０側に搬送し、給電のみではなく光信号の搬送も可能な
装置に、本装置を改良できることは言うまでもない。
【００４２】［実施形態例６］次に、実施形態例６につ
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＥｕ2+を含む蛍光体、例えばＢａＭｇ2
Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+やＳｒ2 Ｓｉ3 Ｏ8 ・２ＳｒＣ
ｌ2 ：Ｅｕ2+、Ｅｕ3+を含む蛍光体、例えばＹ2 Ｏ3 ：
Ｅｕ3+やＹＶＯ4 ：Ｅｕ3+、あるいはＴｂ3+を含む蛍光
体、例えばＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+を用いる。
いて説明する。ここでは、図１の光パワー給電装置にお
いて、副回路２０００における、第２の光の光量に比例
した光量で第３の光を発生する機能を有する第２の受光
手段である受光素子や第３の発光手段である発光素子等
を含む回路もしくは波長変換機能材料３２として、波長
変換機能材料を用い、この波長変換機能材料として、希
土類元素であるＥｕ2+を含む蛍光体、例えばＢａＭｇ2
Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ2+やＳｒ2 Ｓｉ3 Ｏ8 ・２ＳｒＣ
ｌ2 ：Ｅｕ2+、Ｅｕ3+を含む蛍光体、例えばＹ2 Ｏ3 ：
Ｅｕ3+やＹＶＯ4 ：Ｅｕ3+、あるいはＴｂ3+を含む蛍光
体、例えばＣｅＭｇＡｌ11Ｏ19：Ｔｂ3+を用いる。
【００４３】これらの蛍光体は、第２の光として波長１
８０ｎｍから３８０ｎｍの紫外線を照射されると可視領
域の波長の光に波長変換する機能をも持つ材料である。
従って、実施形態例１で述べたのと同様の動作が可能で
あり、光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出して
光パワーの発生を停止させる機能を有する。
８０ｎｍから３８０ｎｍの紫外線を照射されると可視領
域の波長の光に波長変換する機能をも持つ材料である。
従って、実施形態例１で述べたのと同様の動作が可能で
あり、光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出して
光パワーの発生を停止させる機能を有する。
【００４４】本実施形態例で用いる蛍光体は、実施形態
例４、および実施形態例５で用いた長波長の近赤外領域
の光を照射して短波長の可視領域の光を発生させるよう
な、いわゆる赤外可視波長上方変換蛍光体とは異なり、
短波長から長波長への波長変換を行う通常の蛍光体であ
る。従って、ここでは第２の光である照射光として紫外
領域の光を用いる。光伝送路である光ファイバの損失特
性は紫外領域では増加するが、もともとこの第２の光は
光伝送路の状態を確認するための光であり光量も小さな
値であるため問題はない。
例４、および実施形態例５で用いた長波長の近赤外領域
の光を照射して短波長の可視領域の光を発生させるよう
な、いわゆる赤外可視波長上方変換蛍光体とは異なり、
短波長から長波長への波長変換を行う通常の蛍光体であ
る。従って、ここでは第２の光である照射光として紫外
領域の光を用いる。光伝送路である光ファイバの損失特
性は紫外領域では増加するが、もともとこの第２の光は
光伝送路の状態を確認するための光であり光量も小さな
値であるため問題はない。
【００４５】以上のように本発明の光パワー給電装置
は、光パワーを発生する主回路と、前記主回路で発生し
た光パワーを搬送する光伝送路と、前記光伝送路で搬送
された光パワーを受取る副回路とからなる光パワー給電
装置において、前記主回路には、第１の電力供給手段と
第１の発光手段、第２の電力供給手段と第２の発光手
段、および第３の受光手段とを含み、前記副回路には、
第１の受光手段と第２の受光手段、および第３の発光手
段とを含み、前記主回路の第２の発光手段で発生して前
記光伝送路で搬送されてきた第２の光の光量に比例した
光量で第３の光を前記副回路の第３の発光手段で発生せ
しめる機能を有し、この副回路で発生した第３の光を、
前記光伝送路で搬送して前記主回路の第３の受光手段で
受光し、この第３の光の光量が変化した場合に、前記主
回路の第１の発光手段の発光を停止させる機能を有する
遮断回路を設けた構成とすることにより、光パワーを搬
送している光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出
して光パワーの発生を停止させる機能を持つため高い安
全性を有する。
は、光パワーを発生する主回路と、前記主回路で発生し
た光パワーを搬送する光伝送路と、前記光伝送路で搬送
された光パワーを受取る副回路とからなる光パワー給電
装置において、前記主回路には、第１の電力供給手段と
第１の発光手段、第２の電力供給手段と第２の発光手
段、および第３の受光手段とを含み、前記副回路には、
第１の受光手段と第２の受光手段、および第３の発光手
段とを含み、前記主回路の第２の発光手段で発生して前
記光伝送路で搬送されてきた第２の光の光量に比例した
光量で第３の光を前記副回路の第３の発光手段で発生せ
しめる機能を有し、この副回路で発生した第３の光を、
前記光伝送路で搬送して前記主回路の第３の受光手段で
受光し、この第３の光の光量が変化した場合に、前記主
回路の第１の発光手段の発光を停止させる機能を有する
遮断回路を設けた構成とすることにより、光パワーを搬
送している光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出
して光パワーの発生を停止させる機能を持つため高い安
全性を有する。
【００４６】また、第１の発光手段で発生した第１の光
と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第３
の発光手段で発生した第３の光の波長が、それぞれ異な
る構成とすることにより、同一の光ファイバを光伝送路
として用いた場合でも光伝送路に異常が発生した場合に
これを検出して光パワーの発生を停止させる機能を持つ
ため高い安全性を有する。
と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第３
の発光手段で発生した第３の光の波長が、それぞれ異な
る構成とすることにより、同一の光ファイバを光伝送路
として用いた場合でも光伝送路に異常が発生した場合に
これを検出して光パワーの発生を停止させる機能を持つ
ため高い安全性を有する。
【００４７】そして、第１の発光手段で発生した第１の
光と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第
３の発光手段で発生した第３の光の波長がそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能を有する材
料を用いた構成とすることにより、光パワーを搬送して
いる光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出して光
パワーの発生を停止させる機能を持つと共に副回路側に
この機能のために電力を消費する電気回路や素子を含ま
ないため高い安全性と信頼性を有し、かつ小型で経済的
な装置になる。
光と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第
３の発光手段で発生した第３の光の波長がそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段として、波長変換機能を有する材
料を用いた構成とすることにより、光パワーを搬送して
いる光伝送路に異常が発生した場合にこれを検出して光
パワーの発生を停止させる機能を持つと共に副回路側に
この機能のために電力を消費する電気回路や素子を含ま
ないため高い安全性と信頼性を有し、かつ小型で経済的
な装置になる。
【００４８】さらに、第１の発光手段で発生した第１の
光と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第
３の発光手段で発生した第３の光の波長がそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段に用いる波長変換機能材料とし
て、希土類元素を含む材料を用いた構成としたことによ
り、光パワーを搬送している光伝送路に異常が発生した
場合にこれを検出して光パワーの発生を停止させる機能
を持つと共に副回路側にこの機能のために電力を消費す
る電気回路や素子を含まないため同様に高い安全性と信
頼性を有し、かつ小型で経済的な装置になる。
光と、第２の発光手段で発生した第２の光、および、第
３の発光手段で発生した第３の光の波長がそれぞれ異な
り、第２の光の光量に比例した光量で第３の光を発光せ
しめる第３の発光手段に用いる波長変換機能材料とし
て、希土類元素を含む材料を用いた構成としたことによ
り、光パワーを搬送している光伝送路に異常が発生した
場合にこれを検出して光パワーの発生を停止させる機能
を持つと共に副回路側にこの機能のために電力を消費す
る電気回路や素子を含まないため同様に高い安全性と信
頼性を有し、かつ小型で経済的な装置になる。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、光パ
ワーを搬送している光伝送路に異常が発生した場合に、
これを検出して光パワーの発生を停止させる機能を有す
る、安全性が高い光パワー給電装置を提供することがで
きる。
ワーを搬送している光伝送路に異常が発生した場合に、
これを検出して光パワーの発生を停止させる機能を有す
る、安全性が高い光パワー給電装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態例を示す構成説明図である。
【図２】従来の光パワー給電装置を示す構成説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施形態例に係るＴｂ3+を含む蛍光体
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
【図４】本発明の実施形態例に係るＥｒ3+を含む蛍光体
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
【図５】本発明の実施形態例に係るＰｒ3+を含む蛍光体
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
【図６】本発明の実施形態例に係るＮｄ3+を含む蛍光体
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
【図７】本発明の実施形態例に係るＨｏ3+を含む蛍光体
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
の発光スペクトルの一例を示す特性図である。
１ 電源
２ レーザ素子
３ 光電変換素子
４ 光ファイバ
５ 負荷となる機器
６ 遮断回路
２１ 電源
２２ 発光素子
３２ 受光素子や発光素子等を含む回路もしくは波長変
換機能材料 ３３ 発光素子 １０００ 主回路 ２０００ 副回路
換機能材料 ３３ 発光素子 １０００ 主回路 ２０００ 副回路
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−331061（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−181343（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−160833（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−98507（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 17/00
H04B 9/00
Claims (5)
- 【請求項１】 光パワーを発生する主回路と、前記主回
路で発生した光パワーを搬送する光伝送路と、前記光伝
送路で搬送された光パワーを受取る副回路とからなる光
パワー給電装置において、 前記主回路には、第１の電力供給手段からの電力で第１
の光を発生する第１の発光手段、第２の電力供給手段か
らの電力で第２の光を発生する第２の発光手段、および
第３の光を受ける第３の受光手段とを含み、 前記副回路には、前記主回路から搬送されてきた第１の
光を受ける第１の受光手段、前記主回路から搬送されて
きた第２の光を受ける第２の受光手段、および第３の光
を発生する第３の発光手段とを含み、 前記主回路の第２の発光手段で発生して前記光伝送路で
搬送されてきた第２の光の光量に比例した光量で第３の
光を前記副回路の第３の発光手段で発生せしめる機能を
有し、 この副回路で発生した第３の光を、前記光伝送路で搬送
して前記主回路の第３の受光手段で受光し、 この第３の光の光量が変化した場合に、前記主回路の第
１の発光手段からの第１の光の発光を停止させる機能を
有する遮断回路を設けた光パワー給電装置であって、 第１の発光手段で発生した第１の光の波長と、第２の発
光手段で発生した第２の光の波長と、第３の発光手段で
発生した第３の光の波長とがそれぞれ異なり、第２の光
の光量に比例した光量で第３の光を発光せしめる第３の
発光手段として、波長変換機能を有する材料を用いる こ
とを特徴とする光パワー給電装置。 - 【請求項２】 波長変換機能材料として、希土類元素を
含む材料を用いることを特徴とする請求項１記載の光パ
ワー給電装置。 - 【請求項３】 第２の光として、波長９８０ｎｍ帯の光
を用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第３の光
を発生せしめる第３の発光手段として、波長変換機能材
料である希土類元素のＹｂ３＋、Ｔｂ３＋を含む蛍光体
を用いることを特徴とする請求項１記載の光パワー給電
装置。 - 【請求項４】 第２の光として、波長９８０ｎｍ帯、１
３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯、あるいは１６００ｎｍ
帯の光を用い、且つ第２の光の光量に比例した光量で第
３の光を発生せしめる第３の発光手段として、波長変換
機能材料である希土類元素のＥｒ３＋を含む蛍光体、Ｄ
ｙ３＋、Ｅｒ３＋を含む蛍光体、Ｄｙ３＋、Ｐｒ３＋を
含む蛍光体、Ｄｙ３＋、Ｎｄ３＋を含む蛍光体、Ｄｙ
３＋、Ｈｏ３＋を含む蛍光体、Ｙｂ３＋、Ｅｒ３＋を含
む蛍光体、Ｙｂ３＋、Ｐｒ３＋を含む蛍光体、あるいは
Ｙｂ３＋、Ｈｏ３＋を含む蛍光体を用いることを特徴と
する請求項１記載の光パワー給電装置。 - 【請求項５】 第２の光として、波長１８０ｎｍから３
８０ｎｍ帯の光を用い、且つ第２の光の光量に比例した
光量で第３の光を発生せしめる第３の発光手段として、
波長変換機能材料である希土類元素のＥｕ２＋を含む蛍
光体、Ｅｕ３＋を含む蛍光体、あるいはＴｂ３＋を含む
蛍光体を用いることを特徴とする請求項１記載の光パワ
ー給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32206998A JP3535753B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 光パワー給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32206998A JP3535753B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 光パワー給電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152523A JP2000152523A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3535753B2 true JP3535753B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=18139581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32206998A Expired - Fee Related JP3535753B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 光パワー給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP7239421B2 (ja) * | 2019-08-02 | 2023-03-14 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム及び光ファイバー給電システムの給電側データ通信装置 |
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| JP7281361B2 (ja) * | 2019-08-06 | 2023-05-25 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システム |
| WO2021075196A1 (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | 京セラ株式会社 | 受電装置、給電装置及び光ファイバー給電システム |
| JP7398240B2 (ja) * | 2019-10-21 | 2023-12-14 | 京セラ株式会社 | 受電装置、給電装置及び光ファイバー給電システム |
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| JP7351775B2 (ja) * | 2020-03-16 | 2023-09-27 | 京セラ株式会社 | 給電光伝送用光ファイバーケーブル及び光ファイバー給電システム |
| WO2021255981A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | シャープ株式会社 | 照射装置および無線給電装置 |
-
1998
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