JP7201287B1

JP7201287B1 - 光給電コンバータ

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Publication number: JP7201287B1
Application number: JP2022560210A
Authority: JP
Inventors: 尚友磯村; 悦司大村
Original assignee: Kyoto Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Kyoto Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2022-07-25
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2042-07-25
Also published as: WO2024023887A1

Abstract

【課題】複数の光ファイバケーブルを介して入力される光を光強度が高くならないように半導体受光素子に入射させることができる光給電コンバータを提供すること。【解決手段】複数の光ファイバケーブル(OC)から入力される複数の入射光(L1)から光電流を生成して給電する光給電コンバータ(1)は、円錐面(6b)を反射面とする複数の反射鏡(6)と、受光領域(12)で光電流を生成する半導体受光素子(10)を備え、複数の反射鏡(6)は、円錐面(6b)が受光領域(12)に臨み且つ円錐面(6b)の対称軸(6c)が受光領域(12)の中心軸線(12a)に対して傾斜すると共に、複数の対称軸(6c)が互いに平行となる姿勢で複数の円錐面(6b)の頂点が中心軸線(12a)上に並ぶように間隔を空けて配設され、複数の入射光(L1)の光軸(OA)が対応する反射鏡(6)の頂点を中心軸線(12a)に対して垂直に通るように複数の入射光(L1)が入力され、リング状の光に夫々変換された複数の反射光(L2)が交差せずに受光領域(12)に入射するように構成された。

Description

本発明は、光ファイバケーブルを介して入力される光を電力に変換して給電する光給電コンバータに関する。

給電設備がない遠隔地、給電による微弱な電磁界がノイズとなる環境、防爆を必要とする環境、電気的相互影響がある超高電圧設備内等、特殊な環境では電源ケーブルを介して電子機器類を作動させる電力を供給できない場合がある。そのため、電子機器類の傍まで光ファイバケーブルを介して入力される光を受けて、光電変換によって光電流を生成して給電する光給電コンバータが利用されている。

大きな電力を給電することが光給電コンバータに求められる場合には、例えば光入力を大きくすることが有効である。しかし、一般的なシングルモードの光ファイバケーブルは、光が伝搬するコアの直径が１０μｍ程度と小さいので、例えば１Ｗを超える大きい光入力に対してファイバフューズ現象によってコアが損傷する場合がある。それ故、例えば特許文献１，２のように、複数の光ファイバケーブルを用いて光を入力することが検討されている。

特許文献１には、放物面の性質を利用する凹面反射鏡によって、複数の光ファイバケーブルを介して入力される光を放物面の焦点位置に集め、この光を受光素子が光電変換して給電する技術が記載されている。また、特許文献２には、回転楕円面の性質を利用する凹面反射鏡によって、複数の光ファイバケーブルを介して入力される光を回転楕円面の焦点位置に集め、この光を受光素子が光電変換して給電する技術が記載されている。

特許第６９２８９９２号公報特許第６９３７５３８号公報

光ファイバケーブルを介して入力される光は、光ファイバケーブルの出射端から出射された後には進行するほど照射領域が広がる円錐状のビームである。この光の光強度分布は一般的にガウス分布であり、光軸から離隔するほど光強度が低下すると共に、光軸に対して回転対称状の光強度分布である。

複数の光ファイバケーブルから出射されたガウス分布の光が特許文献１，２のように焦点位置に集められた場合には、光強度が最も高い光軸上の光が焦点位置で重なる。それ故、この焦点位置及びこの焦点近傍において光強度が高くなり過ぎ、この光を受ける半導体受光素子は、例えば空間電荷効果、温度上昇等によって光電変換の効率が低下して、光給電コンバータの給電能力が低下する虞がある。

そこで、本発明は、複数の光ファイバケーブルを介して入力される光を光強度が高くならないように半導体受光素子に入射させることができる光給電コンバータを提供することを目的としている。

請求項１の発明の光給電コンバータは、複数の光ファイバケーブルを介して入力される複数の入射光から光電流を生成して給電する光給電コンバータにおいて、円錐面を反射面とする複数の反射鏡と、光電流を生成する受光領域を有する半導体受光素子を備え、複数の前記反射鏡は、複数の前記円錐面が前記受光領域に臨むように、複数の前記円錐面の対称軸が前記受光領域の中心軸線に対して夫々傾斜すると共に、複数の前記対称軸が互いに平行になる姿勢で、複数の前記円錐面の頂点が前記中心軸線上に並ぶように間隔を空けて配設され、複数の前記入射光は、複数の前記対称軸と前記中心軸線を含む平面上に並べられた複数の前記光ファイバケーブルから、前記入射光の光軸が対応する前記反射鏡の頂点を前記中心軸線に対して垂直に通るように、複数の前記反射鏡に入力され、複数の前記反射鏡で反射されることによってリング状の光に夫々変換された複数の反射光が、互いに交差せずに前記受光領域に入射するように構成されたことを特徴としている。

上記構成によれば、複数の光ファイバケーブルを介して入力される複数の入射光は、対応する複数の反射鏡に夫々入射する。複数の反射鏡は、半導体受光素子の受光領域に臨む円錐面を夫々反射面としており、複数の円錐面の対称軸が互いに平行になるように受光領域の中心軸線に対して一定の角度で夫々傾いている。受光領域の中心軸線に対して垂直に複数の反射鏡に入射された複数の入射光は、夫々反射されて複数のリング状の反射光に変換される。複数の反射鏡は、それらの円錐面の頂点が間隔を空けて受光領域の中心軸線上に並んでおり、複数の反射鏡で反射された複数のリング状の反射光が互いに交差せずに受光領域に入射するように構成されている。従って、複数の光ファイバケーブルから入力される複数の入射光を、複数のリング状の反射光にして受光領域において集中させないので、光強度が高くならないように受光領域に入射させることができる。

請求項２の発明の光給電コンバータは、請求項１の発明において、複数の前記反射鏡は、前記円錐面の頂角が互いに等しいことを特徴としている。
上上記構成によれば、複数の反射鏡を同一種類にすることができるので、光給電コンバータの形成が容易になると共に、製造コストを低減することができる。

請求項３の発明の光給電コンバータは、請求項１の発明において、複数の前記反射鏡のうちの少なくとも１つは、前記円錐面の頂角が他の前記反射鏡と異なることを特徴としている。
上記構成によれば、円錐面の頂角を変えることによってリング状の反射光の広がり方を変えることができる。従って、例えば反射光が大きく広がるように円錐面の頂角を小さく設定し、この頂角に応じて複数の反射鏡の間隔を調整して、光給電コンバータ１を小型化することができる。

請求項４の発明の光給電コンバータは、請求項１の発明において、前記受光領域から遠い前記反射鏡ほど前記円錐面の頂角が小さいことを特徴としている。
上記構成によれば、受光領域から遠い反射鏡ほど反射光が大きく広がるので、複数のリング状の反射光を互いに交差させずに隣接する反射鏡の間の間隔を縮小して、光給電コンバータを小型化することができる。

本発明の光給電コンバータによれば、複数の光ファイバケーブルを介して入力される光を光強度が高くならないように半導体受光素子に入射させることができる。

本発明の実施形態に係る光給電コンバータの例を示す図である。図１の光給電コンバータの反射鏡への光の入射例を示す図である。図２の反射鏡の説明図である。図１の光給電コンバータの反射鏡の対称軸と受光領域の中心軸線を含む断面図である。光ファイバケーブルから出射される光の光強度分布図である。反射鏡に入射する光線の例を示す図である。反射鏡に入射する光線の他の例を示す図である。受光領域に入射する反射光の分布の１例を示す図である。入射光の頂角と反射光の外径に相当する距離の関係を示すグラフの１例である。入射光の頂角と反射鏡の底角に対して反射光の外径に相当する距離を等高線状に示すグラフの１例である。図１の光給電コンバータの他の構成例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、光給電コンバータ１は、基台２と、カバー部５と、半導体受光素子１０を有する。この光給電コンバータ１は、例えばシングルモードの複数の光ファイバケーブルＯＣを介して入力される複数の入射光Ｌ１から光電流を生成し、この光電流を外部に給電する。以下では、３本の光ファイバケーブルＯＣを介して光が入力される例について説明する。

基台２には、半導体受光素子１０と、この半導体受光素子１０を保護すると共に半導体受光素子１０に対して複数の光ファイバケーブルＯＣの出射端Ｅを位置決めするためのカバー部５が固定されている。この基台２は、半導体受光素子１０から光電流を外部に給電するための１対の出力端子部３ａ，３ｂを有する。

半導体受光素子１０は、例えば基台２に形成された収容部２ａに収容されて固定されている。この半導体受光素子１０は、光電変換により光電流を生成するための受光領域１２と、生成された光電流を出力するための１対の電極１０ａ，１０ｂを有する。１対の電極１０ａ，１０ｂは、例えば導電性ワイヤ１１ａ，１１ｂによって、対応する出力端子部３ａ、３ｂに接続されている。尚、図示を省略するが、出力端子部３ａ、３ｂは、基台２の側面に延びている。

カバー部５は、筒状の周壁部５ａと、周壁部５ａ内に充填されて硬化した透明樹脂５ｂと、複数の反射鏡６を有する。透明樹脂５ｂは、入射光Ｌ１を透過させる例えばエポキシ系の樹脂である。このカバー部５には、複数の反射鏡６に対応するように、周壁部５ａを貫通して透明樹脂５ｂ内に至る所定の深さの複数の光ファイバ導入部５ｃが形成されている。複数の光ファイバケーブルＯＣは、対応する光ファイバ導入部５ｃに差し込まれ、出射端Ｅが光ファイバ導入部５ｃの奥の透明樹脂５ｂに当接した状態で固定される。尚、周壁部５ａは、矩形の筒状以外の円筒又は多角形の筒状であってもよい。

図３に示すように、反射鏡６は、例えば周壁部５ａ内に充填された透明樹脂５ｂと同じ材料で形成された円柱状の本体６ａと、円柱状の本体６ａの２つの底面のうちの一方が円錐状に加工されて形成された円錐面６ｂを有する。円錐面６ｂの対称軸６ｃは、本体６ａの中心軸と一致する。この円錐面６ｂの母線と円錐底面のなす角を反射鏡６の円錐底角αとし、円錐面６ｂの頂角を反射鏡６の円錐頂角βとする。円錐面６ｂには例えば金、銀のような金属膜が例えば蒸着によって形成されており、円錐面６ｂは入射光Ｌ１を反射する反射面になっている。

反射鏡６は、円柱状の本体６ａの他方の底面６ｄが、透明樹脂５ｂと同じ材料で形成された柱状の支持部材７の先端に固定されている。支持部材７の先端には、この支持部材７の軸７ａに対して所定の角度φとして４５°傾斜した傾斜端面７ｂが形成され、この傾斜端面７ｂに反射鏡６の底面６ｄが固定されている。支持部材７の軸７ａに直交する断面の形状は、例えば楕円形であるが、これに限定されるものではない。

図１～図４のように、複数の反射鏡６は、半導体受光素子１０の受光領域１２に円錐面６ｂが臨むように夫々配設されている。先端に反射鏡６が固定された複数の支持部材７は、透明樹脂５ｂの充填前に、周壁部５ａを貫通するように間隔を空けて設けられた複数の支持部材装着部５ｄに、基端側が夫々挿通されて固定される。そして、複数の支持部材７が固定されたカバー部５が、半導体受光素子１０が固定された基台２に固定される。尚、支持部材７の基端側は、周壁部５ａから外側に突出しないように切断されている。

このとき、複数の反射鏡６は、円錐面６ｂの頂点が受光領域１２に対して垂直にこの受光領域１２の中心Ｃを通る受光領域１２の中心軸線１２ａ上に並ぶように、間隔を空けて配設される。これと同時に、複数の反射鏡６は、各々の円錐面６ｂの対称軸６ｃが中心軸線１２ａに対して夫々傾斜し且つ互いに平行になる姿勢で配設される。支持部材７は、その軸７ａの延長線が中心軸線１２ａ対して直交方向に延びるように固定され、円錐面６ｂの円錐底面及び対称軸６ｃが中心軸線１２ａに対して一定の角度φとして夫々４５°傾いている。

基台２に固定されたカバー部５の周壁部５ａの内側に透明樹脂５ｂが充填され、この透明樹脂５ｂが硬化して支持部材７及び反射鏡６の本体６ａが透明樹脂５ｂと一体化される。周壁部５ａの内部が透明樹脂５ｂによって封止されるので、例えば振動による反射鏡６の揺動、脱落が防止され、例えば水分等から反射鏡６及び半導体受光素子１０が保護される。また、透明樹脂５ｂと支持部材７の界面、及び透明樹脂５ｂと本体６ａの界面における光の屈折、反射が防止される。尚、周壁部５ａ内に透明樹脂５ｂが充填されたカバー部５が、基台２に固定されてもよい。

複数の光ファイバケーブルＯＣが差し込まれる複数の光ファイバ導入部５ｃは、複数の反射鏡６に対応するように、例えばマイクロドリルによって掘削されて、周壁部５ａを貫通して透明樹脂５ｂ内に至るように所定の深さに形成される。周壁部５ａに設けられた複数の光ファイバ導入部５ｃに棒状の金型を挿入して透明樹脂５ｂを充填し、透明樹脂５ｂの硬化後に金型を除去してもよい。複数の光ファイバ導入部５ｃは、その軸線が、複数の対称軸６ｃと受光領域１２の中心軸線１２ａを含む平面において、受光領域１２の中心軸線１２ａに対して直交するように夫々形成される。

複数の光ファイバケーブルＯＣは、対応する光ファイバ導入部５ｃに固定されて、対称軸６ｃと中心軸線１２ａを含む平面上に並べられる。このとき、入射光Ｌ１の光軸ＯＡが対応する反射鏡６の円錐面６ｂの頂点（反射鏡６の頂点）を中心軸線１２ａに対して垂直に通るように、出射端Ｅの位置が夫々調整される。光ファイバケーブルＯＣを介して入力される光は、波長が例えば１．５μｍ程度の赤外光である。この光ファイバケーブルＯＣの出射端Ｅから出射された入射光Ｌ１は、図５に示すように、進行するほど照射範囲が広がる頂角θ（全角）の円錐状のビームである。この入射光Ｌ１の光強度分布は、一般的にはガウス分布であり、光軸ＯＡから離隔するほど光強度が低下すると共に、光軸ＯＡに対して回転対称状の光強度分布である。そして、光軸ＯＡと直交する平面Ｐに入射する入射光Ｌ１の光強度が、光軸ＯＡ上の光強度の１／ｅ^２になるところを、入射光Ｌ１の最外周としている。

図３、図４のように、複数の光ファイバケーブルＯＣの出射端Ｅから出射された複数の入射光Ｌ１は、対応する複数の反射鏡６によって、半導体受光素子１０の受光領域１２に向けて夫々反射される。このとき、入射光Ｌ１は、反射鏡６の円錐面６ｂで反射されてリング状の反射光Ｌ２に変換され、この反射光Ｌ２が受光領域１２に入射する。

次に、入射光Ｌ１に含まれる光線Ｒ１が反射鏡６で反射された反射光線Ｒ２について説明する。図６、図７のように、円錐面６ｂの対称軸６ｃと受光領域１２の中心軸線１２ａを含むｘｙ平面において、中心軸線１２ａをｙ軸に一致させ、入射光Ｌ１の光軸ＯＡをｘ軸に一致させる。反射鏡６は、その頂点が原点Ｏの位置となるように、且つ円錐面６ｂの円錐底面がｘ軸及びｙ軸に夫々φ＝４５°で交差するように傾斜した姿勢で配設されている。尚、円錐底角αは円錐頂角βを用いて表すことができ、α＝（１８０°－β）／２である。

入射光Ｌ１の出射点を出射点Ｐ０、入射光Ｌ１に含まれる光線Ｒ１が円錐面６ｂに入射する位置を点Ｐ１とする。出射点Ｐ０は、原点Ｏ（反射鏡６の円錐面６ｂの頂点）から距離ｓだけ離隔している。また、ｘ軸（光軸ＯＡ）に対する光線Ｒ１の角度をγ、点Ｐ１における入射角をζとする。点Ｐ１において反射角ζで反射された反射光線Ｒ２は、原点Ｏから距離ｈだけ離隔した受光領域１２の点Ｐ２に入射する。

ｘｙ平面における点Ｐ１，Ｐ２の座標は、円錐面６ｂを表す直線と光線Ｒ１の交点、及び受光領域１２を表す直線と反射光線Ｒ２の交点である。円錐面６ｂを表す直線は、下記（１），（２）式で表される。
ｙ＝ｘｔａｎ（３φ－α）（ｘ＜０）・・・（１）
ｙ＝－ｘｔａｎ（φ－α）（ｘ＞０）・・・（２）
また、受光領域１２を表す直線は、下記（３）式で表される。
ｙ＝－ｈ・・・（３）

図６のように上記（１）式の円錐面６ｂに入射する光線Ｒ１は、下記（４）式で表される。
ｙ＝（ｘ＋ｓ）ｔａｎ（γ）・・・（４）

反射鏡６の円錐面６ｂの形状を表す円錐底角αと、入射光Ｌ１の出射点Ｐ０を表す距離ｓと、入射光Ｌ１の頂角θが与えられると、０≦γ≦（θ／２）の範囲内で、上記（１），（４）式の交点として点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）が算出される。点Ｐ１で反射された反射光線Ｒ２は、下記（５）式で表される。
ｙ＝ｙ１＋（ｘ－ｘ１）ｔａｎ（１８０°＋γ＋２ζ）・・・（５）
そして、原点Ｏから受光領域１２までの距離ｈが与えられると、点Ｐ１と上記（３），（５）式を用いて点Ｐ２（ｘ２，－ｈ）が算出される。このときζ＝４５°－α－γである。

一方、図７のように上記（２）式の円錐面６ｂに入射する光線Ｒ１は、下記（６）式で表される。
ｙ＝－（ｘ＋ｓ）ｔａｎ（γ）・・・（６）

上記と同様に円錐底角αと距離ｓと頂角θが与えられると、上記（２），（６）式の交点として点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）が算出され、点Ｐ１で反射された反射光線Ｒ２が下記（７）式で表される。
ｙ＝ｙ１＋（ｘ－ｘ１）ｔａｎ（１８０°－γ＋２ζ）・・・（７）
そして、距離ｈが与えられると、点Ｐ１と上記（３），（７）式を用いて点Ｐ２（ｘ２，－ｈ）が算出される。このときζ＝４５°＋α＋γである。

ｘｙ平面上の入射光Ｌ１は、円錐面６ｂを表す２つの直線で反射されて、２つの反射光Ｌ２に分かれる（図３参照）。ここで、入射光Ｌ１は、ｘ軸、ｙ軸に夫々直交するｚ軸方向にも広がりを有することを考慮すると、反射鏡６で反射されて受光領域１２に反射光線Ｒ２が入射する点Ｐ２の分布がリング状になる。つまり、入射光Ｌ１は反射鏡６で反射されて照射領域がリング状になるリング状の反射光Ｌ２に変換されている。

光給電コンバータ１では、図４のように複数の入射光Ｌ１が対応する反射鏡６で夫々反射されるので、例えば図８のように、受光領域１２における点Ｐ２の分布（複数の反射光Ｌ２の照射領域）が複数のリング状になる。矢印Ａは、複数の入射光Ｌ１の入射方向を示す。

複数の反射鏡６は、受光領域１２の中心軸線１２ａ上に円錐面１２ｂの頂点が位置するように間隔を空けて配設されており、反射鏡６が半導体受光素子１０から遠いほど、リング状の反射光Ｌ２は広がって受光領域１２の外周側に入射する。そして、複数のリング状の反射光Ｌ２が受光領域１２において互いに重ならないように、反射鏡６の形状と位置（円錐底角αと距離ｓと距離ｈ）を設定することにより、光を集中させず、光強度が高くならないように受光領域１２に入射させることができる。尚、リング状の反射光Ｌ２は、円環ではなく、ｘ軸方向が長径となる楕円環に近似する形状になる。

図９には、反射鏡６の円錐底角αが１０°又は２０°、出射端Ｅと反射鏡６の頂点との距離ｓが５００μｍ、反射鏡６の頂点と受光領域１２との距離ｈが５００μｍの場合に、頂角θの入射光Ｌ１が入射したときに、この頂角θの半角（θ／２）と受光領域１２におけるリング状の反射光Ｌ２のｘ軸方向の外径に相当する距離Ｄｏの関係が示されている。入射光Ｌ１の頂角θが大きいほど距離Ｄｏが大きくなる。また、円錐底角αが大きい方、即ち反射鏡６の円錐頂角βが小さい方が、距離Ｄｏが大きくなることがわかる。

図１０には、出射端Ｅと反射鏡６の頂点との距離ｓが５００μｍ、反射鏡６の頂点と受光領域１２との距離ｈが５００μｍの場合に、入射光Ｌ１の頂角θの半角（θ／２）と反射鏡６の円錐底角αをパラメータとして、距離Ｄｏが等高線状に示されている。この図１０を用いて、例えば所望の距離Ｄｏが得られる入射光Ｌ１の頂角θと反射鏡６の円錐底角αの組み合わせを設定することができる。

例えば図４では、半導体受光素子１０に近い反射鏡６から順に、反射鏡６の円錐頂角βが１７６°、１６８°、１６０°に夫々設定されている。そして、反射鏡６の頂点から受光領域１２までの距離ｈについて、半導体受光素子１０に近い反射鏡６から順に距離Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３とすると、Ｈ１＝８００μｍ、Ｈ２＝１５００μｍ、Ｈ３＝１９８０μｍに設定されている。半導体受光素子１０から遠い反射鏡６ほど、円錐頂角βが小さいため反射光Ｌ２が大きく広がるので、複数のリング状の反射光Ｌ２を互いに交差させずに隣接する反射鏡６の間の間隔を縮小して、光給電コンバータ１を小型化することができる。少なくとも１つの反射鏡６の円錐頂角を他の反射鏡よりも小さくすることによって、この反射鏡６の反射光Ｌ２が他の反射光Ｌ２と重ならないように半導体受光素子１０に近づけて、光給電コンバータ１を小型化することが可能である。

一方、例えば図１１では、複数の反射鏡６の円錐頂角βが１６０°に夫々設定され、距離Ｈ１＝８００μｍ，Ｈ２＝１３７０μｍ，Ｈ３＝１９８０μｍに設定されている。複数の反射鏡６は形状が同一なので、支持部材７を含めて同一種類の反射鏡６を使用して、光給電コンバータ１の形成を容易にすると共に製造コストを低減することができる。

上記光給電コンバータ１の作用、効果について説明する。
複数の光ファイバケーブルＯＣを介して光給電コンバータ１に入力される複数の入射光Ｌ１は、対応する複数の反射鏡６に夫々入射する。複数の反射鏡６は、半導体受光素子１０の受光領域１２に臨む円錐面６ｂを夫々反射面としており、円錐面６ｂの対称軸６ｃは、互いに平行になるように受光領域１２の中心軸線１２ａに対して一定の角度φ＝４５°で傾いている。中心軸線１２ａに対して垂直に複数の反射鏡６の円錐面６ｂに入力された複数の入射光Ｌ１は、夫々反射されて複数のリング状の反射光Ｌ２に変換される。複数の反射鏡６は、間隔を空けて中心軸線１２ａ上に円錐面６ｂの頂点が並ぶように配設され、複数の反射鏡６で反射された複数のリング状の反射光Ｌ２が互いに交差せずに受光領域１２に入射するように構成されている。従って、複数の光ファイバケーブルＯＣから入力される複数の入射光Ｌ１を集中させないので、光強度が高くならないように受光領域１２に入射させることができる。

複数の反射鏡６の円錐面６ｂの円錐頂角βが互いに等しい場合には、複数の反射鏡６を同一種類にすることができるので、光給電コンバータ１の形成が容易になると共に、製造コストを低減することができる。

複数の反射鏡６のうちの少なくとも１つは、円錐面６ｂの円錐頂角βが他の反射鏡６と異なる場合には、円錐頂角βを変えることによってリング状の反射光Ｌ２の広がり方を変えることができる。従って、例えば反射光Ｌ２が大きく広がるように円錐頂角βを小さく設定し、この円錐頂角βに応じて複数の反射鏡６の間隔を調整して、光給電コンバータ１を小型化することができる。また、複数のリング状の反射光Ｌ２の間の距離が小さなるように調整して、受光領域１２の大部分に入射させることができる。

受光領域１２から遠い反射鏡６ほど円錐頂角βが小さい場合には、受光領域１２から遠い反射鏡６ほど反射光Ｌ２が大きく広がる。従って、複数のリング状の反射光Ｌ２を互いに交差させずに隣接する反射鏡６の間の間隔を縮小して、光給電コンバータ１を小型化することができる。

半導体受光素子１０は裏面入射型であってもよい。光ファイバケーブルＯＣの本数に応じた個数の反射鏡６を有する光給電コンバータ１を形成して、２本又は４本以上の光ファイバケーブルＯＣからの入力に対応させることが可能である。複数の光ファイバ導入部５ｃは同等の深さに形成されているが、互いに異なる深さに形成することによって、異なるビーム径の入射光Ｌ１を対応する反射鏡６に入射させて、反射光Ｌ２のサイズを調整することもできる。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、上記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はその種の変更形態も包含するものである。

１：光給電コンバータ
２：基台
３ａ，３ｂ：出力端子部
５：カバー部
５ａ：周壁部
５ｂ：透明樹脂
５ｃ：光ファイバ導入部
５ｄ：支持部材装着部
６：反射鏡
６ａ：本体
６ｂ：円錐面
６ｃ：対称軸
６ｄ：底面
７：支持部材
７ａ：軸
７ｂ：傾斜端面
１０：半導体受光素子
１０ａ，１０ｂ：電極
１１ａ，１１ｂ：導電性ワイヤ
１２：受光領域
１２ａ：中心軸線
Ｌ１：入射光
Ｌ２：反射光
ＯＡ：光軸
ＯＣ：光ファイバケーブル

Claims

複数の光ファイバケーブルを介して入力される複数の入射光から光電流を生成して給電する光給電コンバータにおいて、
円錐面を反射面とする複数の反射鏡と、光電流を生成する受光領域を有する半導体受光素子を備え、
複数の前記反射鏡は、複数の前記円錐面が前記受光領域に臨むように、複数の前記円錐面の対称軸が前記受光領域の中心軸線に対して夫々傾斜すると共に、複数の前記対称軸が互いに平行になる姿勢で、複数の前記円錐面の頂点が前記中心軸線上に並ぶように間隔を空けて配設され、
複数の前記入射光は、複数の前記対称軸と前記中心軸線を含む平面上に並べられた複数の前記光ファイバケーブルから、前記入射光の光軸が対応する前記反射鏡の頂点を前記中心軸線に対して垂直に通るように、複数の前記反射鏡に入力され、
複数の前記反射鏡で反射されることによってリング状の光に夫々変換された複数の反射光が、互いに交差せずに前記受光領域に入射するように構成されたことを特徴とする光給電コンバータ。
複数の前記反射鏡は、前記円錐面の頂角が互いに等しいことを特徴とする請求項１に記載の光給電コンバータ。
複数の前記反射鏡のうちの少なくとも１つは、前記円錐面の頂角が他の前記反射鏡と異なることを特徴とする請求項１に記載の光給電コンバータ。
前記受光領域から遠い前記反射鏡ほど前記円錐面の頂角が小さいことを特徴とする請求項１に記載の光給電コンバータ。