JP5879546B2 - 光伝送システム - Google Patents

Description

技術分野は、光伝送システムに関し、特に、発光素子を備えた装置（送信装置）と、受光素子を備えた装置（受信装置）とが、光伝送路によって互いに接続されていることを検出するための構成を備えた光伝送システムに関する。

従来、映像信号および音声信号に関する機器間伝送のための規格としてＨＤＭＩ(High-Definition Multimedia Interface)が知られる。ＨＤＭＩ規格に準拠した伝送システムにおいては、送信装置であるソース機器から、受信装置であるシンク機器へ、映像信号および音声信号を非圧縮で伝送することができる。

近年、映像ソースの高精細化や、３Ｄ映像の普及が進んでいる。これに伴い、機器間の非圧縮伝送においては、伝送速度の高速化が要求される。

当該要求に応えるため、従来、主として長距離伝送や、ルータ、スーパーコンピュータ等の産業用機器間における高速伝送に用いられていた光伝送技術を、民生用機器間の伝送に適用することが検討されている。また、光伝送路である光ファイバ（光ケーブル）は、電気伝送用ケーブルと異なり、電磁雑音を放射しないため、電磁雑音の抑制効果も期待されている。

ところで、現行のＨＤＭＩ規格においては、機器間伝送の開始に先立ち機器間のケーブル接続を検出する機能、所謂ホットプラグ機能（ホット・プラグ・ディテクト（ＨＰＤ））が定められている。光伝送システムを民生機器間の映像信号伝送系に適用する場合、ＨＤＭＩに対する後方互換性の確保のため、当該光伝送システムにも、ホットプラグ機能と同様の機能を追加することが望ましい。

ＨＤＭＩに対する後方互換性の確保という課題とは別に、以下の理由で、光伝送システムにとってホットプラグ機能は有用である。

光伝送システムを構成する発光素子として、主として、半導体レーザが用いられる。半導体レーザを用いる機器では、目への安全性を確保することを目的として、機器の外部に放射されるレーザ光の強度が規制される。

当該規制を満足する方法の１つは、発光素子から出射するレーザ光の強度が、常時、規制強度以下になるように、半導体レーザを駆動することである。当然のことながら、この場合には、許容される光伝送路の光損失が小さくなる。

そのため、発光素子（半導体レーザ）や受光素子（フォトディテクタ）と光伝送路（光ファイバ）の結合損失を低く抑える必要があり、結果として光学系に高い組立精度が要求され、コストアップにつながるというデメリットがある。

上記規制を満足する別の方法としては、発光素子と受光素子とが光伝送路で接続されていない場合には、半導体レーザ（発光素子）の駆動を停止し、接続されている場合にのみ、半導体レーザ（発光素子）を駆動するように、半導体レーザを制御する方法がある。この方法によれば、発光素子および受光素子が光伝送路で接続されていない場合には、外部にレーザ光が放射されない。そのため、半導体レーザが出力するレーザ光の強度は上記の規制による制約を受けない。

ただし、この方法では、発光素子および受光素子が光伝送路を介して接続されていることを検出するしくみが必要である。

以上の理由から、ホットプラグ機能を備えた光伝送システムの実現に期待が寄せられている。

特許文献１は、光伝送システムに適したケーブル接続検出方法を開示する。図２０および図２１は、特許文献１に記載の手法を例示する図である。図２０および図２１を参照すれば、発光素子（レーザ９１４）を備えた光通信装置９１０と、受光素子（フォトディテクタ９２１）を備えた光通信装置９２０とが、光ファイバケーブル９３０で接続される。光ファイバケーブル９３０は、光ファイバ９３２を含み、さらに、導電線９３１および９３３を備えている。

光通信装置９１０は、通電回路９１５、インピーダンス９１１、通電回路９１５の通電状態をモニタするモニタ９１２を備える。光通信装置９２０は、通電回路９１６、および、インピーダンス９２２を備える。

図２０に示すように、光通信装置９１０と光通信装置９２０とが光ファイバケーブル９３０によって接続されると、インピーダンス９１１、通電回路９１５、導電線９３１、通電回路９１６、インピーダンス９２２、および、導電線９３２は、導通状態となる。この状態において、モニタ９１２は、インピーダンス９１１およびインピーダンス９２２を並列接続した場合のインピーダンスに等しいインピーダンスを検出する。この場合、出力制御部９１３は、正常な接続状態にあると判断し、レーザ９１４の所定強度での発光を開始させる。

一方、図２１に示すように、光通信装置９２０と光ファイバケーブル９３０が接続されていない場合、導電線９３１、および、導電線９３３と、通電回路９１６との導通は無い。そのため、モニタ９１２は、インピーダンス９１１単独のインピーダンスに等しいインピーダンスを検出する。この場合、出力制御部９１３は、非接続状態にあると判断し、レーザ９１４の発光を停止させる。

このように、特許文献１に記載の手法は、光伝送路の周囲に導電線（導電性素材）を設けることにより、インピーダンスに基づいて、光伝送路の両端に機器が接続されているか否かを検出可能としている。

特開２００４−３５０１５５号公報

しかしながら、上記従来例では、ホットプラグ機能を実現するために、電磁雑音を放射する可能性がある導電線を使用する。そのため、光伝送路の有利点の１つである電磁雑音の抑圧効果が損なわれることが懸念される。また、上記導電線やモニタ等を含む接続検出系に電力を供給する必要がある。

上記を鑑み、光伝送システムの有利点の１つである電磁雑音の抑圧効果を損なわずに、送信側の装置と受信側の装置とが光伝送路で互いに接続されたことを、最小限の電力消費で検出する機能（接続検出機能）を備えた光伝送システムを提供する。

第１の態様は、機器間で光伝送路を介して情報を光伝送するための光伝送システムであって、光伝送路を介した機器間接続を検出するための励起光を光伝送路へ向けて出射する発信部と、光伝送路から励起光を受光し当該励起光の光エネルギを利用して光伝送路へ向けて検出光を出射する応答部と、光伝送路から検出光を受光して検出光電流を出力する応答受信部と、検出光電流に基づいて機器間接続の有無を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて、情報の光伝送のための信号光を光伝送路へ向けて出射する光伝送用信号光送信部と、光伝送路から信号光を受光する光伝送用信号光受信部と、を有する光伝送システムである。

本光伝送システムにおいては、接続検出機能が、最小限の電力消費量で作動する至極簡単な構成で実現されており、かつ、接続検出機能の動作において電磁雑音を放射するおそれがない。

実施の形態１による光伝送システムの概略図 接続検出時に光伝送路を伝搬する励起光を示す例図 接続検出時に光伝送路を伝搬する励起光および検出光を示す例図 データ信号伝送時に光伝送路を伝搬する信号光を示す例図 （ａ）発信部（接続検出用発光素子）が出射する励起光の特性図、（ｂ）受信装置非接続時に応答受信部（接続検出用受光素子）に入射する光の特性図、（ｃ）受信装置接続時に応答受信部に入射する検出光の特性図 実施の形態２による光伝送システムの概略図 （ａ）発信部が出射する励起光、および、当該励起光を受けた応答部（反射体（偏向部））から出射される検出光の特性図、（ｂ）応答受信部用光フィルタの光透過特性図、（ｃ）応答受信部に入射する光の特性図 実施の形態３による光伝送システムの概略図 発信部が出射する励起光、当該励起光を受けた応答部から出射される検出光、および、信号送信部（信号送信用発光素子）が出射する信号光の特性図 （ａ）送信装置側の光合分波フィルタにおける発信部用光フィルタの光透過特性図、（ｂ）同応答受信部用光フィルタの光透過特性図、（ｃ）同信号送信部用光フィルタの光透過特性図 （ａ）受信装置側の光合分波フィルタにおける応答部用光フィルタの光透過特性図、（ｂ）同信号受信部（信号受信用受光素子）用光フィルタの光透過特性図 実施の形態４による光伝送システムの概略図 実施の形態４の変形例による光伝送システムの概略図 実施の形態５による光伝送システムの概略図 光伝送路を伝搬する励起光、検出光、および、信号光を示す例図 光伝送路を伝搬する励起光、検出光、および、信号光を示す例図 実施の形態６による光伝送システムの概略図 （ａ）励起光および信号光の特性図、（ｂ）光フィルタの光反射特性を示す図、（ｃ）光フィルタの光透過特性を示す図 実施の形態７による光伝送システムにおいて送信装置と光伝送路とが接続され、該光伝送路と受信装置が接続されていない状態を示す概略図 実施の形態７による光伝送システムにおいて送信装置と受信装置とが光伝送路を介して接続された状態を示す概略図 実施の形態７による光伝送システムにおいて光伝送路を介した信号伝送が行われている状態を示す概略図 実施の形態８による接続検出処理のフローチャート 実施の形態９による光伝送システムにおいて送信装置に光伝送路が接続されていない状態を示す概略図 実施の形態９による光伝送システムにおいて送信装置と受信装置とが光伝送路を介して接続された状態を示す概略図 実施の形態９による接続検出処理のフローチャート 従来例による光伝送システムの概略図（接続時） 従来例による光伝送システムの概略図（非接続時）

以下、各実施の形態について、詳細に説明する。

１．概要
以下に説明する各実施の形態に係る光伝送システムは、送信装置から受信装置へ所望の情報（例えば、デジタルデータ）を光伝送可能な光伝送システムである。本光伝送システムは、情報の光伝送機能に加え、送信装置と受信装置とが光伝送路によって接続されていることを検出するための接続検出機能、即ち、所謂ホットプラグ機能を実現するための構成を備える。

接続検出機能のための構成には、送信装置および受信装置のいずれか一方（好ましくは、送信装置）に備えられた、発信部、応答受信部、および、検出部と、送信装置および受信装置のいずれか他方（好ましくは、受信装置）または光伝送路に備えられた、励起光を受けて検出光を出射する応答部と、が含まれる。

発信部は、励起光を光伝送路に向けて出射する。応答部は、光伝送路を介して入射される励起光を受光し、励起光の受光により得た光エネルギを利用して検出光を光伝送路へ向けて出射する。応答受信部は、応答部から出射された検出光を受けて検出光電流を出力する。そして、検出部は、検出光電流に基づいて接続を検出する。

このように、本実施の形態に係る光伝送システムが備える接続検出機能においては、電気エネルギが接続ケーブル等を伝播することがない。よって、電磁雑音が放射されるおそれがない。また、本接続検出機能は、極めてシンプルな構成により実現され、かつ、最小限の電力消費で接続を検出することができる。特に、応答部では、励起光の光エネルギのみを利用して検出光を出射することができる。そのため、応答部では、接続検出機能の動作にかかる電力消費量を実質的にゼロにすることも可能である。

２．実施の形態１
２−１．構成
図１は、実施の形態１の光伝送システム１００の構成を示すブロック図である。光伝送システム１００は、送信装置１、光伝送路としての光ケーブル２、および、受信装置３を含んで構成される。

デジタルデータといった情報の光伝送機能を実現するための構成として、送信装置１は、信号送信用発光素子１０９（以下、「信号送信部」と称する。）を備え、受信装置３は、信号受信用受光素子３０３（以下、「信号受信部」と称する。）を備える。信号送信部１０９は、例えば、半導体レーザ光源である。光ケーブル２は、第１光ファイバ２０１および第２光ファイバ２０３を含んだ多心の光ケーブルでよく、デジタルデータといった情報の光伝送には、主として、第２光ファイバ２０３が用いられてよい。信号受信部３０３は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタといった光検出器である。

送信装置１は、信号送信部１０９に加え、接続検出機能のための構成として、所定の波長の光を含んだ励起光を出射する接続検出用発光素子１０１（以下、「発信部」と称する。）と、受信装置２から光伝送路２を介して送られる検出光を受光して検出光の強度に応じた検出光電流を出力する接続検出用受光素子１０３（以下、「応答受信部」と称する。）と、検出光電流に基づいて接続の有無を検出する接続検出部１０５（以下、「検出部」と称する。）と、を備える。

検出部１０５は、検出光電流に基づく接続検出の結果を、接続検出信号として送信回路部１０７へ出力する。送信回路部１０７は、接続検出信号および外部から受ける送信信号（伝送されるべきデジタルデータ等の情報を表す信号）に基づいて駆動電流を生成し信号送信部１０９へ出力することにより、信号送信部１０９を駆動制御する。送信回路１０７は、レーザ光源用の駆動回路を含む。送信回路１０７は、符号化回路等を備えてもよい。信号送信部１０９は、駆動電流を信号光に変換する。信号光は、第２光ファイバ２０３へ入射され、受信装置３へ送られる。

本実施の形態において、発信部１０１は、発光ダイオードでよい。発信部１０１は、所定の波長の光を含んだ励起光を光伝送路に向けて出射する。送信部１０１から出射された励起光は、光伝送路２中を伝播する。

本実施の形態において、応答受信部１０３は、入射光の強度に応じた電流を出力する光検出器でよい。光検出器は、入射光（例えば、検出光）の強度に応じた検出光電流を出力可能であればよく、光検出器は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタである。

光伝送路２は、上述のように多心の光ケーブルであり、第１光ファイバ２０１には、送信装置１の発信部１０１が出射する励起光、および、受信装置２の応答部３０１によって偏向されて光伝送路２に再入射した励起光（検出光）が伝播する。第２光ファイバ２０３には、送信装置１の信号送信部１０９が出射する信号光が伝播する。なお、光伝送路２は、光導波路であってもよい。

受信装置３は、信号受信部３０３に加え、接続検出機能のための構成として、第１光ファイバ２０１を伝播した励起光を受光し、当該励起光の伝播方向を第１光ファイバ２０１の方向に偏向させ、検出光として第１光ファイバ２０１に入射させる偏向部３０１（応答部）を有する。

本実施の形態においては、応答部３０１は、光偏向素子でよく、例えば、発信部１０１が出射する励起光をよく反射する光反射体でよい。光反射体には、例えば、鏡が含まれる。

応答部３０１へ入射した励起光は、応答部３０１によって光伝送路２の方向へ偏向されることにより、検出光として光伝送路２（例えば、第１光ファイバ２０１）へ再入射する。検出光は、光伝送路２を伝播し、送信装置１の応答受信部１０３によって受光される。

なお、光伝送システム１００の光伝送路２は、図示しない第３光ファイバを備えてよく、第１光ファイバ２０１を伝播して応答部３０１に入射した励起光が、応答部３０１によって、図示しない第３光ファイバへ入射するように偏向されてもよい。この場合、送信装置１の応答受信部１０３は、図示しない第３光ファイバから出射する光をよく受光できるように配されればよい。

信号受信部３０３は、受光した信号光に応じた信号光電流を出力する。受信回路部３０５は、信号光電流に基づいて受信信号を出力する。受信回路部３０５は、識別回路を備えており、また必要に応じて復号化回路なども備えてよい。

２−２．動作
次に、接続検出機能の動作について、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、および、図３を参照して説明する。

接続検出の際、送信装置１の発信部１０１は、励起光４０１を出射する。この時点において、送信装置１と受信装置３とが互いに接続されているか否かは不明である。そのため、目への安全性の観点から、送信回路部１０７は、信号送信部１０９を駆動しない。また、目への安全性の観点から、発信部１０１としては、レーザ以外の光源、例えば発光ダイオードを用いることが望まれる。

図２Ａに示すように、送信装置１と受信装置３とが光伝送路２を介して互いに接続されていない場合、第１光ファイバ２０１から出射した励起光４０１は、第１光ファイバ２０１の一端から出射し、空気中を伝播する。そのため、接続は検出されない。ここで一定時間経過後に発信部１０１の発光を停止すれば、送信装置１で消費される電力を削減することが出来る。

一方、図２Ｂに示すように、送信装置１と受信装置３とが光伝送路２を介して互いに接続されている場合には、第１光ファイバ２０１から出射した励起光４０１は、受信装置３の応答部３０１へ入射する。例えば、鏡を含んで構成される応答部３０１は、励起光を偏向（反射）させて出射する。応答部３０１から出射される反射光（検出光４０３）は、第１光ファイバ２０１に再入射し、送信装置１の応答受信部１０３によって受光される。

応答受信部１０３は、検出光４０３の光強度に応じた検出光電流を検出部１０５へ出力する。検出部１０５は、検出光電流に基づき、送信装置１と受信装置３とが光伝送路２を介して互いに接続されたことを検出すると、接続を示す接続検出信号を送信回路部１０７へ出力する。

図２Ｃに示すように、送信回路部１０７は、接続を示す接続検出信号を受けると、外部から受ける送信信号に基づいて駆動電流を生成し、信号送信部１０９へ駆動電流を出力する。そして、信号送信用発光素子１０９は、駆動電流を受けて信号光４０５を出射する。信号光４０５は、第２光ファイバ２０３を伝播して、受信装置３の信号受信部３０３により受光される。このようにして、情報の光伝送が開始される。このとき、発信部１０１の発光を停止すれば、送信装置１で消費する電力を削減することが出来る。この場合、検出部１０５は、検出光電流の入力が停止した後も引き続き接続検出信号を出力すればよい。

このように、本実施の形態の光伝送システム１００においては、受信装置３が、送信装置１の発信部１０１によって発せられ光伝送路２を介して入射した励起光を受光し、受光した励起光の伝播方向を偏向（反射）させて送信装置１へ検出光として送り返すことにより、送信装置１の応答受信部１０３が所定の検出光電流を出力し、検出光電流にもとづいて送信装置１の検出部１０５が、受信装置３との接続を検出する。送信装置１は、受信装置３が光伝送路２を介して接続されたことを検出すると、信号送信部１０９を用いた情報の光伝送を開始する。

図３（ａ）は、発信部１０１が出射する励起光のスペクトル特性の例図である。図３（ｂ）および図３（ｃ）は、応答受信部１０３に入射する光のスペクトル特性の例図である。図３（ｂ）は、受信装置３が光伝送路２に接続されていない場合に応答受信部１０３に入射する光のスペクトル特性の例図である。これに対し、図３（ｃ）は、受信装置３が光伝送路２に接続されている場合に応答受信部１０３に入射する光のスペクトル特性の例図である。

図３（ａ）に示すように、発信部１０１は、所定の波長Ｃ_Ｄにおいて光強度のピーク（強度Ｐ_Ｅ）を有する励起光４０１を出射する。

図３（ｂ）に示すように、受信装置３が光伝送路２に接続されていない場合であっても、送信装置１と光伝送路２との界面における反射等により、応答受信部１０３には僅かに励起光の一部（背景光）４０２が入射することがある。このとき、背景光４０２は、波長Ｃ_Ｄにおいて光強度Ｐ_ＢＧを有するとする。

これに対し、図３（ｃ）に示すように、受信装置３が光伝送路２に接続されている場合には、応答受信部１０３に、応答部３０１から出射された検出光４０３が入射する。このとき、検出光４０３は、波長Ｃ_Ｄにおいて光強度Ｐ_Ｒを有するとする。

応答受信部１０３は、入射光（背景光４０２または検出光４０３）の光強度に応じた大きさの電流（検出光電流）を検出部１０５へ出力する。そこで、検出部１０５は、所定の大きさ以上の電流の入力があった場合に、受信装置３が光伝送路２に接続されたことを検出し、送信回路部１０７に対し、接続を示す接続検出信号を出力する。ここで、検出部１０５は、応答受信部１０３に光強度閾値Ｔｈｒの光が入射した場合に出力される検出光電流の電流値以上の大きさ以上の電流の入力があった場合に、送信回路部１０７に対し接続検出信号を出力すればよい。光強度閾値Ｔｈｒは、背景光４０２の光強度Ｐ_ＢＧよりも十分に大きく、検出光４０３の光強度Ｐ_Ｒよりも十分に小さくなるように設定すればよい。

このように、実施の形態１に係る光伝送システム１００では、発信部１０１が出射する励起光を、応答部３０１が受光し、受光した励起光の光エネルギのみを利用して検出光を生成して光伝送路２へ再入射させる。検出光は、応答受信部１０３により受光され、受光された光の強度に応じた検出光電流に変換される。検出部１０５は、検出光電流の大きさに基づいて、受信装置３の接続を検出する。

そうすることで、本実施の形態に係る光伝送システム１００では、電気的なエネルギを接続ケーブル（光伝送路２）に伝播させることなく、接続検出を行うことができる。また、受信装置３に配された応答部３０１は、受光した光を反射（偏向）させる偏向部３０１で構成される。そのため、応答部３０１における電力消費は実質ゼロである。よって、本実施の形態に係る光伝送システム１００では、至極簡単な構成で、最小限の電力消費により、接続検出機能が実現される。

なお、信号光の送信が開始された後に送信装置１と光伝送路２の間、もしくは、光伝送路２と受信装置３の間の接続が外れる場合、または、光伝送路２が断線する場合を検出するためには、上述した接続検出動作を所定の時間間隔で繰り返し、接続検出されない場合に信号光の送信を停止すればよい。

なお、以上では、信号光が１チャンネルの場合の構成について述べたが、信号光は２チャンネル以上あってもよい。この場合は、信号送信部１０９、第２光ファイバ２０３、信号受信部３０３を、信号光のチャンネル数と同数用意すればよい。

３．実施の形態２
３−１．構成
次に、図４および図５を参照し、実施の形態２に係る光伝送システム１００ａについて説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については、適宜説明を省略する。

本実施の形態２に係る光伝送システム１００ａは、受信装置３ａの応答部３０１ａとして、波長変換素子３０１ａを有する。波長変換素子３０１ａは、励起光４０１の少なくとも一部を吸収し、吸収した光エネルギにより、励起光４０１の波長とは異なる波長の光を含んだ検出光４０３ａを出射する。

応答部３０１ａは、例えば、励起光４０１に含まれる少なくとも一部の波長の光を吸収し、吸収した光の波長よりも長い波長の光を放出する蛍光体を用いて構成することができる。

なお、検出光４０３ａのピーク波長は、励起光４０１のピーク波長よりも長い波長でなくともよい。励起光４０１のピーク波長と検出光４０３ａのピーク波長とが異なれば、本実施形態に係る光伝送システム１００ａは、正しく動作する。その場合、応答部３０１は、蛍光体でなくともよい。この場合、応答部３０１は、吸収した光よりも短い波長の光を出射することができる、適当な波長変換素子を用いて実現すればよい。

また、本実施の形態２に係る光伝送システム１００ａにおいては、送信装置１ａに、励起光４０１をよく遮断し、検出光４０３ａをよく透過する光フィルタ１０２（応答受信部用光フィルタ）を、応答受信部１０３と第１光ファイバ２０１との間に備えてよい。

図５（ａ）は、励起光４０１、および、検出光４０３ａのスペクトル特性の例図である。励起光４０１は、波長Ｃ_Ｄに光強度のピークを有する光である。検出光４０３ａは、波長Ｃ_Ｒに光強度のピークを有する光である。ここで、励起光４０１の波長域と検出光４０３ａの波長域は、オーバーラップしないように図示されているが、励起光４０１と検出光４０３ａは、波長域においてオーバーラップする部分を含んでもよい。その場合、励起光４０１のピーク波長Ｃ_Ｄと検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒとが異なることが望ましい。

図５（ｂ）は、光フィルタ１０２の光透過特性を示す図である。このように、光フィルタ１０２は、検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒの光をよく透過し、励起光４０１のピーク波長Ｃ_Ｄの光をよく遮断するように設計されればよい。

図５（ｃ）は、応答受信部１０３に入射する光の特性図を示す例図である。このように、光フィルタ１０２の作用により、応答受信部１０３には、検出光４０３ａはよく入射するが、励起光４０１は殆ど入射しない。そのため、接続／非接続の検出が容易になる。

３−２．動作
実施の形態１と同様、接続検出の際、送信装置１ａの発信部１０１は、励起光４０１を出射する。

送信装置１ａと受信装置３ａとが光伝送路２を介して互いに接続されていない場合、第１光ファイバ２０１から出射した励起光４０１は、第１光ファイバ２０１の一端から出射し、空気中を伝播する。

一方、送信装置１ａと受信装置３ａとが光伝送路２を介して互いに接続されている場合には、第１光ファイバ２０１から出射した励起光４０１は、受信装置３ａの応答部３０１ａ（波長変換素子）へ入射する。例えば、蛍光体を含んで構成される応答部３０１ａは、励起光の少なくとも一部を吸収し、吸収した光エネルギを利用して、吸収した光の波長よりも長い波長の光を出射する。応答部３０１ａから出射される蛍光（検出光４０３ａ）は、第１光ファイバ２０１に再入射し、光フィルタ１０２を透過し、送信装置１の応答受信部１０３によって受光される。

応答受信部１０３は、検出光４０３の光強度に応じた検出光電流を検出部１０５へ出力する。検出部１０５は、検出光電流に基づき、送信装置１ａと受信装置３ａとが光伝送路２を介して互いに接続されたことを検出すると、接続を示す接続検出信号を送信回路部１０７へ出力する。

送信回路部１０７は、接続を示す接続検出信号を受けると、外部から受ける送信信号に基づいて駆動電流を生成し、信号送信部１０９へ駆動電流を出力する。そして、信号送信用発光素子１０９は、駆動電流を受けて信号光４０５を出射する。信号光４０５は、第２光ファイバ２０３を伝播して、受信装置３ａの信号受信部３０３により受光される。このようにして、情報の光伝送が開始される。

このように、本実施の形態の光伝送システム１００ａおいては、受信装置３ａは、送信装置１ａの発信部１０１によって発せられ光伝送路２を介して入射した励起光を吸収し、吸収した励起光の波長よりも長い波長の検出光を送信装置１ａへ検出光として送り返すことにより、送信装置１ａの応答受信部１０３が所定の検出光電流を出力し、検出光電流にもとづいて送信装置１ａの検出部１０５が、受信装置３ａとの接続を検出する。送信装置１ａは、受信装置３ａが光伝送路２を介して接続されたことを検出すると、信号送信部１０９を用いた情報の光伝送を開始する。

光フィルタ１０２の作用により、応答受信部１０３には、励起光４０１は殆ど入射しない。そのため、実施の形態１よりも精度よく接続の検出を行うことが可能となっている。

このように、実施の形態２に係る光伝送システム１００ａでは、発信部１０１が出射する励起光を、応答部３０１ａが吸収し、吸収した励起光の光エネルギのみを利用して検出光４０３ａを生成して光伝送路２へ再入射させる。

そうすることで、本実施の形態に係る光伝送システム１００ａでは、電気的なエネルギを接続ケーブル（光伝送路２）に伝播させることなく、接続検出を行うことができる。また、受信装置３ａに配された応答部３０１ａは、励起光の少なくとも一部を吸収し、励起光と異なる波長の光を出射する波長変換素子３０１ａで構成される。そのため、応答部３０１ａにおける電力消費は実質ゼロである。よって、本実施の形態に係る光伝送システム１００ａでは、至極簡単な構成で、最小限の電力消費により、接続検出機能が実現される。

４．実施の形態３
４−１．構成
次に、図６乃至図９を参照し、実施の形態３に係る光伝送システム１００ｂについて説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については、適宜説明を省略する。

図６は、本実施の形態３に係る光伝送システム１００ｂの模式図である。本実施の形態３に係る光伝送システム１００ｂは、励起光４０１および検出光４０３ａと、信号光４０５と、を同一の光伝送路２ｂ（光ファイバ２ｂ）で波長多重して伝送可能な構成を有する。

図７は、本実施の形態における励起光４０１、検出光４０３ａ、および、信号光４０５のスペクトル特性の例図である。励起光４０１は、ピーク波長Ｃ_Ｄを有する光であり、検出光４０３ａは、実施の形態２と同様、ピーク波長Ｃ_Ｒを有する光である。このとき、信号光４０５は、波長Ｃ_Ｄおよび波長Ｃ_Ｒとは異なるピーク波長Ｃ_Ｓを有するレーザ光である。

図６に戻り、送信装置１ｂは、光を合波または分波する第１光波長合分波フィルタ１１１を有する。第１光波長合分波フィルタ１１１は、発信部１０１と光伝送路２ｂとの間に発信部用光フィルタ１０２ａを備え、応答受信部１０３と光伝送路２ｂとの間に応答受信部用光フィルタ１０２を備え、信号送信部１０９と光伝送路２ｂとの間に信号送信部用光フィルタ１０２ｂを備える。

図８（ａ）は、発信部用光フィルタ１０２ａの光透過特性図である。このように、発信部用光フィルタ１０２ａは、励起光のピーク波長Ｃ_Ｄの光をよく透過し、検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒおよび信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓの光を殆ど透過しない。そのため、励起光４０１は、損失なく光伝送路２ｂへ入射することができる。

図８（ｂ）は、応答受信部用光フィルタ１０２の光透過特性図である。このように、応答受信部用光フィルタ１０２は、検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒの光をよく透過し、励起光のピーク波長Ｃ_Ｄおよび信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓの光を殆ど透過しない。そのため、応答受信部１０３には、検出光４０３ａのみが入射するようにすることができ、接続／非接続の検出を精度よく容易に行うことができる。

図８（ｃ）は、信号送信部用光フィルタ１０２ｂの光透過特性図である。このように、信号送信部用光フィルタ１０２ｂは、信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓの光をよく透過し、検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒおよび励起光のピーク波長Ｃ_Ｄの光を殆ど透過しない。そのため、信号光４０５は、損失なく光伝送路２ｂへ入射することができる。

次に、図６に戻り、受信装置３ｂの構成について説明する。受信装置３ｂは、光を合波または分波する第２光波長合分波フィルタ３０７を有する。第２光波長合分波フィルタ３０７は、応答部３０１ａと光伝送路２ｂとの間に応答部用光フィルタ３０９ａを備え、信号受信部３０３と光伝送路２ｂとの間に信号受信部用光フィルタ３０９ｂを備える。

図９（ａ）は、応答部用光フィルタ３０９ａの光透過特性図である。このように、応答部用光フィルタ３０９ａは、励起光のピーク波長Ｃ_Ｄおよび検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒの光をよく透過し、信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓの光を殆ど透過しない。そのため、励起光４０１は、損失なく応答部３０１ａに入射することができ、応答部３０１ａが出射する検出光４０５もまた損失なく光伝送路２ｂへ入射することができる。

図９（ｂ）は、信号受信部用光フィルタ３０９ｂの光透過特性図である。このように、信号受信部用光フィルタ３０９ｂは、信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓの光をよく透過し、励起光のピーク波長Ｃ_Ｄおよび検出光４０３ａのピーク波長Ｃ_Ｒの光を殆ど透過しない。そのため、信号光４０５は、損失なく信号受信部１０３に入射することができる。

４−２．動作
先の実施の形態と同様に、本実施の形態に係る光伝送システム１００ｂにおいても、接続検出を行うことができる。本実施の形態においては、単一の光伝送路２ｂを用いて、接続の検出と、情報の光伝送と、を行うことができる。このような構成とすることで、光ケーブル内部の光ファイバ（光伝送路）の本数を削減することができる。

５．実施の形態４
５−１．構成
次に、図１０を参照し、実施の形態４に係る光伝送システム１００ｃについて説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については、適宜説明を省略する。

本実施の形態に係る光伝送システム１００ｃにおいては、受信装置３ｃの信号受信部３０３および受信回路部３０５を、励起光の受信に応じて起動させるための構成が追加される。これにより、本実施の形態においては、受信装置３ｃの信号受信部３０３および受信回路部３０５の動作にかかる電力の消費を抑制することができる。つまり、本実施の形態に係る光伝送システム１００ｃにおいては、実際に信号の送受信が行われる直前まで、受信装置３ｃの信号受信部３０３および受信回路部３０５の動作を休止させておくことができ、電力消費削減効果が期待できる。

受信装置３ｃは、応答部３０１ａにおいて、波長変換素子３０１ａに加え、太陽電池３１１を備える。太陽電池３１１は、励起光の少なくとも一部を吸収し、起電力を発生させる。

太陽電池３１１からの出力電圧または出力電流は、給電制御部３１３へ入力される。

給電制御部３１３は、太陽電池３１１からの入力をモニタリングし、太陽電池３１１による励起光４０１の受光の有無を監視する。また、給電制御部３１３は、信号受信部３０３および受信回路部３０５に対する給電のオン／オフを制御することができる。

給電制御部３１３は、太陽電池３１１が励起光４０１を受光したことを確認すると、受信装置３ｃと送信装置１ａとが光伝送路２によって接続されたと判断し、信号受信部３０３および受信回路部３０５に対する給電を開始する。

なお、太陽電池３１１の代わりに、フォトダイオードを用いても、同様の機能を実現することができる。

５−２．変形例
図１１は、実施の形態４に係る光伝送システムの変形例１００ｄを示す模式図である。

本変形例に係る光伝送システム１００ｄは、光伝送システム１００ｃと同様、給電制御部３１３を有する。給電制御部３１３は、信号受信部３０３からの出力をモニタリングする。

本変形例においては、給電制御部３１３は、信号受信部３０３における信号光４０５の受光の有無を監視する。給電制御部３１３は、信号受信部３０３において信号光４０５が受光されたことを確認するまで、信号受信部３０３および受信回路部３０５に対し無給電の状態に給電を制御する。

よって、信号光４０５の受信の最初期においては、信号受信部３０３には給電がなされていない。この状態で、信号受信部３０３が信号光４０５を受光すると、微弱な信号光電流が信号受信部３０３から出力される。給電監視部３１３は、この微弱な信号光電流の出力を確認すると、信号受信部３０３および受信回路部３０５に対する給電を開始する。

なお、無給電状態の信号受信部３０３（例えば、フォトディテクタ）は、高速な信号波形が得られるほどの応答速度は持たないが、信号光の有無を検出するには十分である。無給電状態の信号受信部３０３から出力される微弱な信号光電流を給電制御部２１３でモニタリングし、信号光電流を検出すれば、給電制御部３１３が、信号受信部３０３および受信回路部３０５への給電を開始することにより、信号受信部３０３および受信回路部３０５を信号伝送時のみ起動させることができるようになる。

さらに、送信装置１ａが、信号光の送信開始から所定の期間にわたって、信号光の強度を通常の信号伝送時より大きくすることで、給電制御部３１３が、より確実に信号光の有無を検出することができるようになる。上記所定の期間は、給電制御部３１３が微弱な信号光電流の検出に要する期間よりも長ければよい。

６．実施の形態５
６−１．構成
次に、図１２、図１３Ａ、および、図１３Ｂを参照し、実施の形態５に係る光伝送システム２００について説明する。

光伝送システム２００では、接続の検出と合わせて、接続された受信装置の種別を判断することが可能になっている。

本実施形態は、送信装置１ｃが、受信装置が接続されたことを検出可能であり、さらに、受信装置の種類を判別することが可能である。例えば、受信可能な伝送レートが異なる、あるいは信号フォーマットが異なるなどの複数種類の受信装置に関し、接続された受信装置の種類を判別し、種類の異なる受信装置との光伝送に対応することができる。

図１２は、本実施の形態に係る光伝送システム２００の概略を説明する模式図である。本例では、２種類の受信装置に対応するための構成が示される。しかしながら、対応できる受信装置の種類は、２種類に限定されない。３種類以上の受信装置に対応することも、以下の説明を読めば、当業者にとって容易である。

本実施の形態に係る光伝送システム２００の送信装置１ｃは、複数の（２つの）応答受信部（第１応答受信部１０３ａおよび第２応答受信部１０３ｂ）を備える。そして、各応答受信部１０３ａ、１０３ｂと光伝送路２との間には、光波長合分波フィルタ１１１ａが配される。光波長合分波フィルタ１１１ａは、第１応答受信部１０３ａとの間に第１応答受信部用光フィルタ１０２を備え、第２応答受信部１０３ｂとの間に第２応答受信部用光フィルタ１０２ｃを備える。

第１応答受信部用光フィルタ１０２は、所定の第１波長近傍の光をよく透過し、その余の光をよく遮断する光フィルタである。

第２応答受信部用光フィルタ１０２ｃは、所定の第２波長近傍の光をよく透過し、その余の光をよく遮断する光フィルタである。

なお、光波長合分波フィルタ１１１ａとしては、波長ごとに光を分離するプリズムや、アレイ導波路型光フィルタなどを用いてもよい。

次に、受信装置側の構成について説明する。

受信装置は、受信装置の種類を区別可能とするため、受信装置の種類に対応付けされた波長帯域の検出光を出射可能な応答部を備える。

６−２．動作
図１３Ａを参照すれば、第１種受信装置３ａ１の構成が模式的に示されている。第１種受信装置３ａ１は、応答部として、励起光４０１を吸収して所定の第１波長近傍の光を出射する第１波長変換素子３０１ａ１を備える。よって、第１種受信装置３ａ１は、励起光４０１を受光すると、所定の第１波長近傍の光を第１検出光４０３ａ１として出射する。

送信装置１ｃに入射した第１検出光４０３ａ１は、第１応答受信部用光フィルタ１０２を透過するが、第２応答受信部用光フィルタ１０２ｃを透過しない。そのため、第１検出光４０３ａ１は、第１応答受信部１０３ａにのみ入射する。

よって、検出部１０５ａは、第１応答受信部１０３ａからのみ、所定値以上の大きさの検出光電流を入力する。検出部１０５ａは、第１応答受信部１０３ａからの検出光電流を検知すると、第１種受信装置３ａ１が接続されたことを示す第１接続検出信号を送信回路部１０７ａへ出力する。

第１接続検出信号を受けた送信回路部１０７ａは、第１種受信装置３ａ１に適した信号光を送信するように信号送信部１０９を駆動する。なお、第１種受信装置３ａ１に適した信号とは、信号フォーマットや、伝送レートが第１種受信装置３ａ１に適した信号である。第１種受信装置３ａ１に適した信号フォーマットや伝送レートに関する情報は、検出部１０５ａまたは送信回路部１０７ａに予め保持しておけばよい。

図１３Ｂを参照すれば、第２種受信装置３ａ２が送信装置１ｃに接続された状態が模式的に示されている。第２種受信装置３ａ２は、応答部として、励起光４０１を吸収して所定の第２波長近傍の光を出射する第２波長変換素子３０１ａ２を備える。よって、第２種受信装置３ａ２は、励起光４０１を受光すると、所定の第２波長近傍の光を第２検出光４０３ａ２として出射する。

送信装置１ｃに入射した第２検出光４０３ａ２は、第２応答受信部用光フィルタ１０２ｃを透過するが、第１応答受信部用光フィルタ１０２を透過しない。そのため、第２検出光４０３ａ２は、第２応答受信部１０３ｂにのみ入射する。

よって、検出部１０５ａは、第２応答受信部１０３ｂからのみ、所定値以上の大きさの検出光電流を入力する。検出部１０５ａは、第２応答受信部１０３ｂからの検出光電流を検知すると、第２種受信装置３ａ２が接続されたことを示す第２接続検出信号を送信回路部１０７ａへ出力する。

第２接続検出信号を受けた送信回路部１０７ａは、第２種受信装置３ａ２に適した信号光を送信するように信号送信部１０９を駆動する。

このように、検出部１０５ａは、応答受信部（１０３ａ、１０３ｂ）が受光した検出光の波長の違いに基づいて、接続された受信装置の種類を判別することが可能である。

以上では２種類の受信装置（３ａ１、３ａ２）に対応する場合について説明したが、対応する受信装置の種類は３種類以上であってもよい。この場合、検出光の波長は受信装置の種類と同数の異なる波長を、受信装置の種類ごとに割り当てる。また、応答受信部（１０３ａ、１０３ｂ）は、受信装置の種類と同数以上用意すればよい。

なお、本実施形態においても、先の実施の形態と同様、信号光は２チャンネル以上あってもよい。この場合は、信号送信部、光伝送路、信号受信部等を、信号光のチャンネル数と同数用意すればよい。さらに、受信装置の種類によって、信号光のチャンネル数が異なる場合にも対応可能である。また、先の実施の形態において説明したのと同様に、励起光、検出光、信号光を波長多重する構成であってもよい。

また、本実施形態においても、先の実施の形態において説明したように、励起光受光時、および、信号光受光時にのみ信号受信部および受信回路部を起動する機能を加えることが出来る。

以上のように本実施形態によれば、先の実施の形態と同様の接続検出の機能に加え、受信装置の種類を判定する機能を、極めてシンプルな構成で実現することが可能となる。

７．実施の形態６
７−１．構成
次に、図１４および図１５を参照し、実施の形態６に係る光伝送システム１００ｅについて説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については、適宜説明を省略する。

図１４に示すように、実施の形態６に係る光伝送システム１００ｅにおいては、受信装置３ｅの応答部として、光フィルタ３０１ｂを備える。光フィルタ３０１ｂは、光反射率（または、光透過率）に波長依存性を有する光学フィルタである。光フィルタ３０１ｂの光反射率は、励起光４０１のピーク波長Ｃ_Ｄ近傍の波長帯域において、送信装置１ｂが光フィルタ３０１ｂからの反射光（検出光）を受けて受信装置３ｅが接続されたことを検出できる程度に高い強度の反射光が得られるような値に設定される。さらに、光フィルタ３０１ｂの光反射率は、信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓ近傍の波長帯域において、送信装置１ｂから受信装置３ｅへ信号光４０５を用いてデータ伝送可能な程度に低い値に設定される。（光フィルタ３０１ｂの光透過率は、励起光４０１のピーク波長Ｃ_Ｄ近傍の波長帯域において、送信装置１ｂが光フィルタ３０１ｂからの反射光（検出光）を受けて受信装置３ｅが接続されたことを検出できる程度に低い値に設定される。さらに、光フィルタ３０１ｂの光透過率は、信号光４０５のピーク波長Ｃ_Ｓ近傍の波長帯域において、送信装置１ｂから受信装置３ｅへ信号光４０５を用いてデータ伝送可能な程度に高い値に設定される。）

光フィルタ３０１ｂとしては、例えば、ファイバグレーティングフィルタを用いることができるが、他の種類の光フィルタを用いてもよい。

図１５は、励起光４０１および信号光４０５の特性、ならびに、光フィルタ３０１ｂの光反射率および光透過率の特性を示す図である。

図１５（ａ）に示すように、本実施の形態では、励起光４０１は、波長Ｃ_Ｄに光強度のピークを有し、信号光４０５は、波長Ｃ_Ｓに光強度のピークを有する。波長Ｃ_Ｄと波長Ｃ_Ｓは、異なればよく、両者間の大小関係は問わない。

図１５（ｂ）に示すように、光フィルタ３０１ｂの光反射率は、波長Ｃ_Ｄ近傍において高く、波長Ｃ_Ｓ近傍において相対的に低い。これは、光フィルタ３０１ｂが、励起光４０１をよく反射し、信号光４０５を殆ど反射しない特性を有することを示す。図１５（ｃ）は、光フィルタ３０１ｃの光透過率を示す。上記の裏返しであるが、これは、光フィルタ３０１ｂが、励起光４０１を殆ど透過させず、信号光４０５をよく透過させることを示す。

７−２．動作
接続検出の際、送信装置１ｂの発信部１０１は、励起光４０１を出射する。

送信装置１ｂと受信装置３ｅとが光伝送路２ｂを介して互いに接続されていない場合、励起光４０１は、光ファイバ２０１の一端から出射する。

送信装置１ｂと受信装置３ｅとが光伝送路２ｂを介して互いに接続されている場合には、光ファイバ２０１から出射した励起光４０１は、受信装置３ｅの応答部３０１ｂ（光フィルタ）へ入射する。光フィルタ３０１ｂは、励起光を反射する。反射光は、検出光４０３として光ファイバ２０１中を送信装置１ｂへ向かって伝播し、送信装置１ｂの応答受信部１０３に入射する。

応答受信部１０３に検出光４０３が入力された後、信号送信部１０９が信号光を出力するまでの動作は先の実施の形態における動作と同様である。

信号送信部１０９が出射した信号光４０５の殆どは光フィルタ３０１ｂを透過して信号受信部３０３に入射する。

このように、実施の形態６に係る光伝送システム１００ｅでは、発信部１０１が出射する励起光４０１を、応答部３０１ｂが受光し、受光した励起光の光エネルギのみを利用して検出光４０３を生成して光伝送路２ｂへ再入射させる。検出光４０３は、応答受信部１０３により受光され、受光された光の強度に応じた検出光電流に変換される。検出部１０５は、検出光電流の大きさに基づいて、受信装置３ｅの接続を検出する。

そうすることで、本実施の形態に係る光伝送システム１００ｅでは、電気的なエネルギを接続ケーブル（光伝送路２ｂ）に伝播させることなく、接続検出を行うことができる。また、受信装置３ｅに配された応答部３０１ｂは、受光した光を反射させることで検出光４０３を生成するため、応答部３０１ｂにおける電力消費は実質ゼロである。また、本実施の形態では、光フィルタ３０１ｂが励起光４０１（検出光４０３）と信号光４０５を分離できるような光学特性を有する。これにより、１本の光ファイバ２０１で励起光４０１（検出光４０３）と信号光４０５を伝送することができる。このように本実施の形態では、１本の光ファイバ２０１で励起光４０１（検出光４０３）と信号光４０５をまとめて伝送できるため、実施の形態１よりも少ない本数の光ファイバでホットプラグの機能と信号の伝送を実現することができる。

８．実施の形態７
８−１．構成
次に、図１６Ａ、図１６Ｂ、および、図１６Ｃを参照し、実施の形態７に係る光伝送システム１００ｆについて説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については、適宜説明を省略する。

本実施の形態に係る光伝送システム１００ｆは、光伝送路２ｃに特徴的構成を備える。本実施の形態による光伝送路２ｃは、少なくともその一端に、開閉可能な蓋部２１１を備える。蓋部２１１は、それが閉鎖位置にあるとき、他端から光伝送路２ｃを伝播してきた信号光４０５の光伝送路２ｃの外部への出射を遮断する作用を有する。また、蓋部２１１は、それが開放位置にあるとき、信号光４０５を遮断しない。蓋部２１１は、それが備えられた光伝送路２ｃの端部が、受信装置３ｆ等の機器に接続されることにより、係合する機器との相互作用により閉鎖位置から開放位置へ移動する。この作用を実現するための機械的構成は、従来技術に基づいて実現されればよい。また、蓋部２１１の閉鎖位置−開放位置間の移動は、ユーザ等が手動で行うことが可能なように構成されてよい。また、蓋部２１１は、光伝送路２ｃから着脱可能に構成されてもよい。また、閉鎖位置および開放位置は、機械的な作用以外によって実現されてもよい。

蓋部２１１の内側（閉鎖位置において光ファイバ２０１と相対する側）には、応答部２１２が備えられる。応答部２１２は、励起光４０１を受けると、励起光４０１の光エネルギを利用して検出光４０３ａ（または４０３）を出射することができる。ここでの応答部２１２の光学的特性は、他の実施の形態における応答部３０１、３０１ａ、または、３０１ｂ等のそれと同様でよい。

他の実施の形態においては、応答部は受信装置側に配されるが、本実施の形態においては、応答部２１２は蓋部２１１つまり光伝送路２ｃの少なくとも一方の端部に配される。そのため、本実施の形態による受信装置は、とくに応答部を備える必要がない。

８−２．動作
図１６Ａは、送信装置１と光伝送路２ｃの一端とが接続され、光伝送路２ｃの他端が機器に接続されていない状態を示す図である。この状態では、光伝送路２ｃの蓋部２１１は、閉鎖位置にある。したがって、仮に信号送信部１０９が信号光を出射しようとも、信号光は蓋部２１１によって遮断されるため、信号光が外部へ漏れることはない。

図１６Ａの状態において、送信装置１の発振部１０１が励起光４０１を出射すると、励起光４０１は、光伝送路２ｃの一端に入射し、光ファイバ２０１中を伝播し、光伝送路２ｃの他端において応答部２１２へ入射する。先述のとおり、応答部２１２は、励起光４０１を受けると検出光４０３を出射する。応答部２１２から出射された検出光４０３は、光ファイバ２０１を伝播し、送信装置１の応答受信部１０３により受光される。

他の実施の形態とは異なり、本実施の形態による送信装置１の検出部１０５は、発振部１０１が励起光４０１を出射しているときに応答受信部１０３から所定の強度以上の検出光電流を受ける場合に、光伝送路２ｃの他端に機器が接続されていないと判断する。この状態では、検出部１０５は、接続を示す接続検出信号を送信回路部１０７へ出力しない。

図１６Ｂは、送信装置１と受信装置３ｆとが光伝送路２ｃを介して接続された状態を示す図である。上述のとおり、蓋部２１１は、それが配された端部が機器と接続されることにより、当該機器との機械的相互作用により、自動的に開放位置へ移動する。この、蓋部２１１の自動開閉機構は、蓋部２１１が備える機械的機構が、機器の接続部の機構と相互作用することにより実現される。

図１６Ｂの状態において、送信装置１の発振部１０１が励起光４０１を出射すると、励起光４０１は、光伝送路２ｃの一端に入射し、光ファイバ２０１中を伝播し、光伝送路２ｃの他端から受信装置３ｆへ入射する。

送信装置１の検出部１０５は、発振部１０１が励起光４０１を出射しているにもかかわらず応答受信部１０３から所定の強度以上の検出光電流が入力されなかった場合に、光伝送路２ｃの他端に機器が接続されたことを検出する。このとき、検出部１０５は、接続を示す接続検出信号を送信回路部１０７へ出力する。

なお、このとき、励起光４０１は、受信装置３ｆの信号受信部３０３へ入射されることになる。これにより、受信装置３ｆ側においても、光伝送路２ｃを介して送信装置１と接続されたことを検出することができる。具体的には、信号受信部３０３が励起光４０１を入力すると励起光４０１の光エネルギに応じた電気的信号を受信回路部３０５へ出力する。そして、受信回路部３０５が当該電気的信号に基づいて送信装置１との接続を検知する。このように、本実施の形態においては、受信装置３ｆにおいても、ホットプラグ機能を簡便に実現することが可能になっている。

図１６Ｃに示すように、接続検出信号を受けた送信回路部１０７は、外部から受ける送信信号に基づいて駆動電流を生成し、信号送信部１０９へ駆動電流を出力する。そして、信号送信用発光素子１０９は、駆動電流を受けて信号光４０５を出射する。このようにして、情報の光伝送が開始される。

このように、本実施の形態による伝送システム１００ｆは、光伝送路２ｃに蓋部２１１を備え、蓋部２１１に励起光４０１を受けて検出光４０３を出射する応答部２１１を備える。このような特徴的構成により、光伝送路２ｃが受信装置３ｆと接続されていない状態において送信装置１の誤動作により信号光４０５が出力されるような事象が発生しようとも蓋部２１１が信号光４０５を遮断して外部へ出射させないため、ユーザに健康上の被害を与えることがない。また、光伝送路２ｃに応答部２１２が配されるため、受信装置３ｆは、応答部に相当する構成を備える必要がなくなる。

なお、蓋部２１１の作用により、受信装置３ｆが未接続の状態では、送信装置１が出力した信号光４０５が光伝送路２ｃの他端から外部へ出力されることがないため、発振部１０１を省略し、信号送信用発光素子１０９に励起光４０１を出力させてもよい。この場合、励起光４０１と信号光４０５とは、同じ波長を有してもよいし、両者を異ならせてもよい。また、この場合、励起光４０１と信号光４０５の強度については、同じ強度でもよいし、異ならせてもよい。

なお、本実施の形態では、蓋部２１１は、光伝送路２ｃの一端にのみ配されているが、蓋部２１１は、光伝送路２ｃの両端部に配されてもよい。送信装置１は、受信装置３ｆと同様、光伝送路２ｃが接続されるとその蓋部２１１を閉鎖状態から開放状態へ移行させる機構を備える。

９．実施の形態８
９−１．構成
本実施の形態にかかる伝送システムは、送信装置による接続検出処理の実施のタイミングの制御に特徴を有する。この特徴以外の構成については、実施の形態８に係る伝送システムは、他の実施の形態による伝送システムと同様の構成を有せばよい。ただし、本実施の形態における送信装置（１、１ａ、１ｂ、１ｃ等）は、図示しない操作部および操作検出部を有する。操作部とは、ユーザが送信装置に対して指示等を入力可能なユーザインタフェースであり、操作検出部とは、操作部に対してなされた操作を検出する回路である。

本実施の形態における送信装置においては、操作検出部が、ユーザが操作部を介して指示等を入力したことを検知することにより、接続検出処理を開始して受信装置が接続されているか否かを判断する。そうすることで、本実施の形態における送信装置は、ユーザが操作ボタンを操作した時に受信装置の接続検出処理を行う。これにより、接続検出処理の実行頻度が削減され、それによって、機器の装置寿命が延ばされ、故障の発生確率が低減される。

なお、送信装置の操作部は、送信装置に備わる操作ボタンや、送信装置のリモコンに備わる操作ボタン等でよい。なお、送信装置が、他の機器のリモコンに対してユーザが行った操作内容を他の機器から所定の通信路を介して受信できる場合、当該リモコンもまた、送信装置の操作部に含めることができる。

９−２．動作
図１７は、本実施の形態に係る送信装置がする、受信装置接続検出処理の開始を判断するための処理のフローチャートである。

送信装置の電源がオンになると、送信装置は、所定の電源ＯＮ時動作を行う（Ｓ１）。

電源ＯＮ時動作を完了した送信装置は、実施の形態１等と同様に、受信装置の接続検出処理（Ｓ２、Ｓ３）を実行する。

先ず、送信装置は、励起光の出力を開始する（Ｓ２）。

次に、送信装置は、検出光の検出の有無等に基づいて、受信装置の接続の有無を判断する。受信装置の接続が検出された場合（ステップＳ３における「ＹＥＳ」）、送信装置は、励起光の出力を停止し（Ｓ６）、信号光の出力を開始し、データ伝送を行う（Ｓ７）。受信装置の接続が検出されなかった場合（ステップＳ３における「ＮＯ」）、送信装置は、励起光の出力を停止し（Ｓ４）、操作部のボタン操作を検出するまで、受信装置の接続検出処理を行わない（Ｓ５）。

送信装置は、操作部のボタン操作を検出すると（ステップＳ５における「ＹＥＳ」）、再び、受信装置の接続検出処理を実行する（処理が、ステップＳ５からステップＳ２へ戻る）。

送信装置は、受信装置の接続が検出されるまで、ステップＳ２〜Ｓ５のループを繰り返す。そうすることで、送信装置は、ユーザ操作を検知すると直ちに、受信装置の接続検出処理を開始し、接続が検出されれば受信装置との通信を開始することができる。そのため、送信装置は、ユーザに不便を感じさせることがない。さらに、本実施の形態によれば、一定期間ごとに接続検出処理を実行するような構成との比較において接続検出処理の実行頻度を低減させることができ、もって、同処理にかかる装置の負担を軽減し、装置寿命を延ばし、故障の発生確率を低減させることができる。

なお、ステップＳ２〜Ｓ６等で説明した受信装置の接続検出のための処理は、実施の形態１乃至７のいずれの構成および手順に従って行われてもよい。

１０．実施の形態９
１０−１．構成
最後に、図１８Ａ、図１８Ｂ、および、図１９を参照し、実施の形態９にかかる光伝送システム１００ｇについて説明する。

本実施の形態にかかる伝送システム１００ｇは、送信装置の構成、および、送信装置がする接続検出処理の実施のタイミングの制御に特徴を有する。具体的には、送信装置が、それと接続された光伝送路の有無を判断することが可能になっており、送信装置は、それと接続された光伝送路が存在しない場合には、受信装置の接続検出処理を行わない。該特徴以外の構成については、実施の形態９に係る伝送システムは、他の実施の形態による伝送システムと同様の構成を有せばよい。ただし、本実施の形態における送信装置１ｄは、実施の形態８による送信装置と同様、操作部を有してよい。送信装置が操作部を有する場合には、本実施の形態においても、実施の形態８と同様の接続検出処理の開始のタイミングの制御が可能である。

図１８Ａを参照すれば、本実施の形態による送信装置１ｄの構成が示される。送信装置１ｄは、光伝送路接続検出機構として、機械式スイッチ１１２およびケーブル検出部１１３を備える。その他の構成については、送信装置１ｄは、他の実施の形態による送信装置（１、１ａ、１ｂ、または、１ｃ）と同様の構成を有せばよい。

光伝送路接続検出機構は、光伝送路の接続の有無によりそのオン／オフが切り替わるスイッチ１１２と、スイッチ１１２のオン／オフ（またはオフ／オン）に基づいて光伝送路の接続の有／無を検出するケーブル検出部１１３とで構成される。

１０−２．動作
図１８Ｂは、送信装置１と光伝送路２ｂの一端とが接続され、光伝送路２ｂの他端に受信装置３ｅが接続された状態の光伝送システム１００ｇを示す図である。このように、送信装置１ｄは、光伝送路２ｂの接続に伴いスイッチ１１２の状態が変化し、当該変化をケーブル検出部１１３で検知することで、光伝送路２ｂの接続を検出する。

なお、図１８Ａおよび１８Ｂに示した光伝送路接続検出機構の構成は一例に過ぎない。当該機構は、光伝送路の接続の有無を判断可能であればよく、本例に限定されない。

図１９は、本実施の形態に係る送信装置１ｄがする、受信装置接続検出処理の開始を判断するための処理のフローチャートである。

上述のように、実施の形態８にかかる送信装置は電源がオンになると受信装置の接続検出処理を実行する。この点において本実施の形態による送信装置１ｄは対照的に、電源オンと実質同時に受信装置の接続検出処理を開始しない。送信装置１ｄは、電源ＯＮ時動作を行うと（Ｓ１１）、続けて、接続されたケーブル（光伝送路２ｂ）の有無の判断を行う（Ｓ１２）。

送信装置１ｄは、接続されたケーブル（光伝送路２ｂ）は無いと判断すると（ステップＳ１２における「ＮＯ」）、待機する（Ｓ１３）。

送信装置１ｄは、接続されたケーブル（光伝送路２ｂ）の存在を確認すると（ステップＳ１２における「ＹＥＳ」）、初めて、受信装置の接続検出処理（Ｓ１４、Ｓ１５）を実行する。

以下、ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９における処理は、それぞれ、実施の形態８において説明したステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７（図１７）と同じである。ここでは、その説明を省略する。

このように、本実施の形態による送信装置１ｄは、接続された光伝送路２ｂの有無を検知することができ、光伝送路２ｂが接続されていないときは、受信装置の接続検出のための処理を行わない。そうすることで、送信装置１ｄは、受信装置の接続検出によって消費される電力を節約することができる。また、送信装置１ｄも、実施の形態８と同様、装置の寿命を延ばし、故障の発生確率を低減させることができる。

なお、ステップＳ１４〜Ｓ１８等で説明した受信装置の接続検出のための処理は、実施の形態１乃至７のいずれの構成および手順に従って行われてもよい。

１１．まとめ
このように、実施の形態１〜６、８、および、９においては、送信装置と受信装置とが光伝送路を介して接続されている場合には、励起光は、光伝送路を介して応答部へ入射する。逆に、実施の形態７〜９においては、送信装置と受信装置とが光伝送路を介して接続されていない場合に、励起光は、光伝送路を介して応答部へ入射する。（実施の形態８および９においては、応答部等の構成は、実施の形態１〜７のいずれの構成であってもよい。）応答部は、励起光の光エネルギを利用して光伝送路へ向けて検出光を出射する。検出光は、応答受信部へ入射する。応答受信部は、検出光を受けると検出光電流を出力する。検出部は、当該接続検出信号に基づき送信装置と受信装置とが互いに接続されていることを検出する。例えば、接続検出部は、検出光電流のレベルが所定の閾値以上か、未満か、で接続／非接続（実施の形態７においては非接続／接続）を検出することができる。

実施の形態による光伝送システムにおいては、接続検出機能は、導電線を一切用いない構成で実現される。そのため、光伝送システムの有利点の１つである電磁雑音の抑圧効果が、接続検出機能の動作により損なわれることがない。接続検出機能は、発信部、応答部、応答受信部、および、検出部で構成されるため、その構成は極めてコンパクトであり、また、コスト面でも有利である。また、本実施の形態において使用可能な応答部は、電力を消費することなく動作することができる。そのため、接続検出機能の動作により消費される電力を低く抑えることができる。

実施の形態３および６によれば、波長ごとに光を分離する光フィルタの作用により、１本の光ファイバケーブルで、ホットプラグ機能とデータ信号の伝送を行うことができる。

実施の形態７によれば、信号光を遮断することができる開閉可能な蓋部を光伝送路の少なくとも一端に設けることにより、ユーザの目に対する安全性が向上される。なお、実施の形態７においても、１本の光ファイバケーブルで、ホットプラグ機能とデータ信号の伝送を行うことができる。

実施の形態８および９によれば、送信装置がする、受信装置の接続検出のための処理の実行のタイミングや頻度が最適化される。そのため、一層の消費電力削減効果、ならびに、装置寿命の延長効果、および、故障発生確率の低減効果が得られる。

本実施の形態は、送信装置と受信装置との間の接続を検出することができる光伝送システムである。本実施の形態は、光伝送分野において有用である。

１ ・・・ 送信装置
１ａ・・・ 送信装置
１ｂ・・・ 送信装置
１ｃ・・・ 送信装置
２ ・・・ 光伝送路
２ｂ・・・ 光伝送路
２ｃ・・・ 光伝送路
３ ・・・ 受信装置
３ａ・・・ 受信装置
３ａ１・・ 第１種受信装置
３ａ２・・ 第２種受信装置
３ｂ・・・ 受信装置
３ｃ・・・ 受信装置
３ｄ・・・ 受信装置
３ｅ・・・ 受信装置
３ｆ・・・ 受信装置
１００ ・・・ 光伝送システム
１００ａ・・・ 光伝送システム
１００ｂ・・・ 光伝送システム
１００ｃ・・・ 光伝送システム
１００ｄ・・・ 光伝送システム
１００ｅ・・・ 光伝送システム
１００ｆ・・・ 光伝送システム
１００ｇ・・・ 光伝送システム
１０１ ・・・ 発信部
１０２ ・・・ 第１応答受信部用光フィルタ
１０２ａ・・・ 発振部用光フィルタ
１０２ｂ・・・ 信号送信部用光フィルタ
１０２ｃ・・・ 第２応答受信部用光フィルタ
１０３ ・・・ 応答受信部
１０３ａ・・・ 第１応答受信部
１０３ｂ・・・ 第２応答受信部
１０５ ・・・ 検出部
１０５ａ・・・ 検出部
１０７ ・・・ 送信回路部
１０７ａ・・・ 送信回路部
１０９ ・・・ 信号送信部
１１１ ・・・ 光波長合分波フィルタ
１１１ａ・・・ 光波長合分波フィルタ
１１２ ・・・ 機械式スイッチ
１１３ ・・・ ケーブル検出部
２００ ・・・ 光伝送システム
２０１ ・・・ 第１光ファイバ
２０３ ・・・ 第２光ファイバ
２１１ ・・・ 蓋部
２１２ ・・・ 応答部
３０１ ・・・ 光偏向素子（反射体）
３０１ａ・・・ 波長変換素子（蛍光体）
３０１ａ１・・ 第１波長変換素子
３０１ａ２・・ 第２波長変換素子
３０１ｂ・・・ 光フィルタ（ファイバグレーティングフィルタ）
３０３ ・・・ 信号受信部
３０５ ・・・ 受信回路部
３０７ ・・・ 光波長合分波フィルタ
３０９ａ・・・ 応答部用光フィルタ
３０９ｂ・・・ 信号受信部用光フィルタ
３１１ ・・・ 太陽電池
３１３ ・・・ 給電制御部
４０１ ・・・ 励起光
４０３ ・・・ 検出光
４０３ａ・・・ 検出光
４０５ ・・・ 信号光

Claims (8)

1. 機器間で光伝送路を介して情報を光伝送するための光伝送システムであって、
   光伝送路を介した機器間接続を検出するための励起光を光伝送路へ向けて出射する発信部と、
   前記光伝送路から前記励起光を受光し当該励起光の光エネルギを利用して前記光伝送路へ向けて検出光を出射する応答部と、
   前記光伝送路から前記検出光を受光して検出光電流を出力する応答受信部と、
   前記検出光電流に基づいて前記機器間接続の有無を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて、情報の光伝送のための信号光を前記光伝送路へ向けて出射する光伝送用信号光送信部と、
   前記光伝送路から前記信号光を受光する光伝送用信号光受信部と、を有し、
   前記応答部は、前記励起光の少なくとも一部を吸収して、前記励起光のピーク波長と異なるピーク波長を有する前記検出光を出射する波長変換素子を備える、光伝送システム。
2. 前記波長変換素子は、蛍光体である、請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記検出部は、前記応答受信部が受光した前記検出光の波長に基づいて、前記光伝送路を介して接続された機器の種類を判別する、請求項１に記載の光伝送システム。
4. さらに、前記励起光の少なくとも一部を吸収して起電力を発生させる太陽電池と、前記太陽電池の出力に基づいて、前記光伝送用信号光受信部への給電を制御する給電制御部と、を有する請求項１に記載の光伝送システム。
5. さらに、前記光伝送用信号光受信部が受光した前記信号光に基づいて、前記光伝送用信号光受信部への給電を制御する給電制御部と、を有する請求項１に記載の光伝送システム。
6. 前記発信部は、発光ダイオードである、請求項１に記載の光伝送システム。
7. 前記光伝送用信号光送信部は、半導体レーザである、請求項１に記載の光伝送システム。
8. 前記光伝送路は、その少なくとも一方の端部に蓋部を備え、
   前記蓋部は、前記応答部を備え、
   前記蓋部は、前記一方の端部が機器と接続されることにより閉鎖位置から開放位置へ移動し、
   前記閉鎖位置においては、前記蓋部は、前記光伝送路を伝播してきた前記信号光を遮断する、請求項１に記載の光伝送システム。

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