JPH08138185A - 光信号伝送装置 - Google Patents
光信号伝送装置Info
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- JPH08138185A JPH08138185A JP6276197A JP27619794A JPH08138185A JP H08138185 A JPH08138185 A JP H08138185A JP 6276197 A JP6276197 A JP 6276197A JP 27619794 A JP27619794 A JP 27619794A JP H08138185 A JPH08138185 A JP H08138185A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光を利用して２つの装置間で双方向の通信を
行なう場合に、光により電力を伝送することで一方の電
源を不要とし、運転コストを低減する。 【構成】 駆動回路１２により、電力となる一定量の直
流分に信号となる交流成分を重畳して光源１３１を発光
させ、その光を光分岐・結合器１３３および空間を介し
て制御局１０からフィールド局２０へ送出し、これをフ
ィールド局２０の光分岐・結合器２３を通して受け、光
電／電光変換器２２の受光器２２１で信号光を電気信号
に変換し、受光器アレイ２２３で電力光を電力に変換す
る。なお、フィールド局からの信号は、制御回路２１に
より光源２２２を情報に応じて発光させることにより行
なう。
行なう場合に、光により電力を伝送することで一方の電
源を不要とし、運転コストを低減する。 【構成】 駆動回路１２により、電力となる一定量の直
流分に信号となる交流成分を重畳して光源１３１を発光
させ、その光を光分岐・結合器１３３および空間を介し
て制御局１０からフィールド局２０へ送出し、これをフ
ィールド局２０の光分岐・結合器２３を通して受け、光
電／電光変換器２２の受光器２２１で信号光を電気信号
に変換し、受光器アレイ２２３で電力光を電力に変換す
る。なお、フィールド局からの信号は、制御回路２１に
より光源２２２を情報に応じて発光させることにより行
なう。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光伝送装置間で空間
を用い、一方から光により電力を供給しつつ双方向の信
号伝送を行なう光信号伝送装置に関する。
を用い、一方から光により電力を供給しつつ双方向の信
号伝送を行なう光信号伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の伝送装置では、２つ以
上の装置または局の間で光ファイバを伝送路として、光
による情報伝送を行なうものが多い。これは、伝送路の
環境から受ける電磁気的なノイズの影響に強く、防爆性
に優れていることによるものである。
上の装置または局の間で光ファイバを伝送路として、光
による情報伝送を行なうものが多い。これは、伝送路の
環境から受ける電磁気的なノイズの影響に強く、防爆性
に優れていることによるものである。
【０００３】図７はこの種の従来例を示す構成図であ
る。同図において、１０は制御局、１１，２１は制御回
路、１３ａ，１３ｂは送受光回路、１３１，２２２は光
源、１３２，２２１は受光器、１３３，２３は光分岐・
結合器、２０，３０はフィールド局、２４は電池、４
１，４２は光ファイバ、５１ａ，５１ｂはコネクタをそ
れぞれ示している。
る。同図において、１０は制御局、１１，２１は制御回
路、１３ａ，１３ｂは送受光回路、１３１，２２２は光
源、１３２，２２１は受光器、１３３，２３は光分岐・
結合器、２０，３０はフィールド局、２４は電池、４
１，４２は光ファイバ、５１ａ，５１ｂはコネクタをそ
れぞれ示している。
【０００４】すなわち、制御局１０はシステムの制御、
フィールド局２０，３０は温度，圧力を測定するセン
サ、またはその温度，圧力を制御する弁を含むアクチュ
エータとしての役割を、それぞれ果たしている。これら
の局間では、光ファイバ４１，４２で光信号による制御
データ，測定データの授受を行なうため光源，受光器，
光分岐・結合器からなる送受光回路を備えている。ここ
で、フィールド局２０，３０は設置環境の悪い、例えば
石油精製所の現場などのように引火，発火を極端に嫌う
危険領域に設置することを想定している。そのため、防
爆性（本質安全防爆などの条件）を最優先に高電圧の電
源を避けるよう、電源としては電池２４が用いられてい
る。
フィールド局２０，３０は温度，圧力を測定するセン
サ、またはその温度，圧力を制御する弁を含むアクチュ
エータとしての役割を、それぞれ果たしている。これら
の局間では、光ファイバ４１，４２で光信号による制御
データ，測定データの授受を行なうため光源，受光器，
光分岐・結合器からなる送受光回路を備えている。ここ
で、フィールド局２０，３０は設置環境の悪い、例えば
石油精製所の現場などのように引火，発火を極端に嫌う
危険領域に設置することを想定している。そのため、防
爆性（本質安全防爆などの条件）を最優先に高電圧の電
源を避けるよう、電源としては電池２４が用いられてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のフ
ィールド局では電池の定期的な交換が必要となり、部品
や作業を含む運転コストが高くなるという問題がある。
したがって、この発明の課題は運転コストを低減し得る
光信号伝送装置を提供することにある。
ィールド局では電池の定期的な交換が必要となり、部品
や作業を含む運転コストが高くなるという問題がある。
したがって、この発明の課題は運転コストを低減し得る
光信号伝送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、２つの光伝送装置の間で
空間を介して双方向通信を行なう光信号伝送装置におい
て、一方の光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を
持たせ、この主光伝送装置から他方の光伝送装置（従光
伝送装置）へ、光により電力を伝送することを特徴とし
ている。
るため、請求項１の発明では、２つの光伝送装置の間で
空間を介して双方向通信を行なう光信号伝送装置におい
て、一方の光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を
持たせ、この主光伝送装置から他方の光伝送装置（従光
伝送装置）へ、光により電力を伝送することを特徴とし
ている。
【０００７】請求項２の発明では、２つの光伝送装置の
間で空間を介して双方向通信を行なうに当たり、一方の
光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を持たせ、こ
の主光伝送装置から他方の光伝送装置（従光伝送装置）
へ、光により電力を伝送する光信号伝送装置であって、
前記主光伝送装置を、所定波長の信号光と電力光とを発
光する光源と、この光源を一定の電力用直流成分に交流
成分を重畳させて駆動する駆動回路と、前記従光伝送装
置から受信した信号光を電気信号に変換する受光器と、
これらを制御する制御回路とから構成し、前記従光伝送
装置を、前記波長と異なる波長で信号光を発光する光
源、前記主光伝送装置から受信した光信号を電気信号に
変換する受光器、および前記主光伝送装置から受信した
電力光を電力に変換する受光器アレイからなり、前記光
源および受光器を中央部に、前記受光器アレイをその周
辺部に配置した光電／電光変換器と、これらを制御する
制御回路とから構成することを特徴としている。
間で空間を介して双方向通信を行なうに当たり、一方の
光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を持たせ、こ
の主光伝送装置から他方の光伝送装置（従光伝送装置）
へ、光により電力を伝送する光信号伝送装置であって、
前記主光伝送装置を、所定波長の信号光と電力光とを発
光する光源と、この光源を一定の電力用直流成分に交流
成分を重畳させて駆動する駆動回路と、前記従光伝送装
置から受信した信号光を電気信号に変換する受光器と、
これらを制御する制御回路とから構成し、前記従光伝送
装置を、前記波長と異なる波長で信号光を発光する光
源、前記主光伝送装置から受信した光信号を電気信号に
変換する受光器、および前記主光伝送装置から受信した
電力光を電力に変換する受光器アレイからなり、前記光
源および受光器を中央部に、前記受光器アレイをその周
辺部に配置した光電／電光変換器と、これらを制御する
制御回路とから構成することを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明では、前記主光伝送装置
に、その光源からの信号光を集光して空間へ出射させる
正レンズと、前記空間を介して送られてくる従光伝送装
置からの信号光を受光器に導く光分岐器とからなる光分
岐・結合器を設けることができる（請求項３の発明）。
なお、この請求項３の発明では、前記光分岐器を光波長
選択フィルタとすることができる（請求項４の発明）。
に、その光源からの信号光を集光して空間へ出射させる
正レンズと、前記空間を介して送られてくる従光伝送装
置からの信号光を受光器に導く光分岐器とからなる光分
岐・結合器を設けることができる（請求項３の発明）。
なお、この請求項３の発明では、前記光分岐器を光波長
選択フィルタとすることができる（請求項４の発明）。
【０００９】また、請求項２の発明では、前記従光伝送
装置の光源，受光器および受光器アレイからなる光電／
電光変換器を化合物半導体薄膜により一体化し、一体化
光電／電光変換器とすることができ（請求項５の発
明）、前記光電／電光変換器の受光器アレイのみを化合
物半導体で構成することができる（請求項６の発明）。
装置の光源，受光器および受光器アレイからなる光電／
電光変換器を化合物半導体薄膜により一体化し、一体化
光電／電光変換器とすることができ（請求項５の発
明）、前記光電／電光変換器の受光器アレイのみを化合
物半導体で構成することができる（請求項６の発明）。
【００１０】さらに、請求項２の発明では、前記従光伝
送装置の光電／電光変換器に対向する側には円錐台形状
の負レンズを、また、前記空間と対向する側には正レン
ズをそれぞれ形成した光分岐・結合器を配置することが
でき（請求項７の発明）、あるいは、前記従光伝送装置
の光電／電光変換器に対向する側には円錐台形状の正レ
ンズを、また、前記空間と対向する側には正レンズをそ
れぞれ形成した光分岐・結合器を配置することができる
（請求項８の発明）。
送装置の光電／電光変換器に対向する側には円錐台形状
の負レンズを、また、前記空間と対向する側には正レン
ズをそれぞれ形成した光分岐・結合器を配置することが
でき（請求項７の発明）、あるいは、前記従光伝送装置
の光電／電光変換器に対向する側には円錐台形状の正レ
ンズを、また、前記空間と対向する側には正レンズをそ
れぞれ形成した光分岐・結合器を配置することができる
（請求項８の発明）。
【００１１】
【作用】制御局（光給電側）だけに電力源を持たせ、フ
ィールド側（光受電側）へは空間を介して信号伝送と光
による電力供給とを行ない、フィールド側で光／電変換
し得るよう構成することにより、専用の電源を不要とし
機器，作業を含む運転コストを低減する。
ィールド側（光受電側）へは空間を介して信号伝送と光
による電力供給とを行ない、フィールド側で光／電変換
し得るよう構成することにより、専用の電源を不要とし
機器，作業を含む運転コストを低減する。
【００１２】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す構成図であ
る。ここでは、制御局１０を光給電側、フィールド局２
０，３０を光受電側とし、例えば制御局１０とフィール
ド局２０との間における通信方法、および光による電力
供給方法について説明する。
る。ここでは、制御局１０を光給電側、フィールド局２
０，３０を光受電側とし、例えば制御局１０とフィール
ド局２０との間における通信方法、および光による電力
供給方法について説明する。
【００１３】すなわち、制御局１０にはフィールド局２
０（３０）との信号光の授受を行なう送受光回路１３ａ
（１３ｂ）が設けられ、その制御は制御回路１１によっ
て行なわれる。なお、制御局１０とフィールド局２０
（３０）との間は空間を介してエネルギーの伝送が行わ
れる。
０（３０）との信号光の授受を行なう送受光回路１３ａ
（１３ｂ）が設けられ、その制御は制御回路１１によっ
て行なわれる。なお、制御局１０とフィールド局２０
（３０）との間は空間を介してエネルギーの伝送が行わ
れる。
【００１４】上記送受光回路１３ａは信号光および光電
力をフィールド局２０へ送出する光源１３１、正レンズ
および光分岐器としての２つの機能を持つ光分岐・結合
器１３３，受光器１３２より構成されている。この光分
岐・結合器１３３の光分岐器には、例えば図２（イ）に
示すような光波長選択フィルタ膜１３３ｂを用いること
が望ましいが、波長依存性のないビームスプリッタ（例
えばハーフミラー）を用いるようにしても良い。
力をフィールド局２０へ送出する光源１３１、正レンズ
および光分岐器としての２つの機能を持つ光分岐・結合
器１３３，受光器１３２より構成されている。この光分
岐・結合器１３３の光分岐器には、例えば図２（イ）に
示すような光波長選択フィルタ膜１３３ｂを用いること
が望ましいが、波長依存性のないビームスプリッタ（例
えばハーフミラー）を用いるようにしても良い。
【００１５】フィールド局２０には光分岐・結合器２
３、一体化光電／電光変換器２２およびこれらの制御を
行なう制御回路２１が設けられている。この一体化光電
／電光変換器２２をここでは、信号光を制御局１０へ送
出する光源２２２、制御局１０からの信号光を受信する
受光器２２１および制御局１０からの光電力を受けて電
気量（電力）に変換する受光器アレイ２２３などから構
成する。
３、一体化光電／電光変換器２２およびこれらの制御を
行なう制御回路２１が設けられている。この一体化光電
／電光変換器２２をここでは、信号光を制御局１０へ送
出する光源２２２、制御局１０からの信号光を受信する
受光器２２１および制御局１０からの光電力を受けて電
気量（電力）に変換する受光器アレイ２２３などから構
成する。
【００１６】ここで、制御局１０からフィールド局２０
への信号光および光電力の授受について説明する。光源
１３１（例えば、発光中心波長７８０ｎｍの発光ダイオ
ードまたは半導体レーザダイオード）は、信号光および
光電力をフィールド局２０へ送出する。このとき、発光
する光量は例えば図３のように、大部分を占める一定の
直流分を電力として、また、その上に重畳される交流分
を、情報を表現した信号に割り当てて送信する。このよ
うに、一定の電力用直流成分に交流成分を重畳させて光
源１３１を駆動するのが、図１に示す駆動回路１２であ
る。
への信号光および光電力の授受について説明する。光源
１３１（例えば、発光中心波長７８０ｎｍの発光ダイオ
ードまたは半導体レーザダイオード）は、信号光および
光電力をフィールド局２０へ送出する。このとき、発光
する光量は例えば図３のように、大部分を占める一定の
直流分を電力として、また、その上に重畳される交流分
を、情報を表現した信号に割り当てて送信する。このよ
うに、一定の電力用直流成分に交流成分を重畳させて光
源１３１を駆動するのが、図１に示す駆動回路１２であ
る。
【００１７】以下、この光源１３１より発する光の信号
および電力をまとめて、制御局送信号光と呼ぶことにす
る。この制御局送信号光は、図２（イ）に示す正レンズ
１３３ａと光波長選択フィルタ膜１３３ｂの２つの機能
を持つ光分岐結合器１３３で収束，透過され、装置の出
力端となる防塵用保護ガラス３３３を経て空間に出射さ
れ、フィールド局側へ伝送される。なお、１３３ｃは、
光波長選択フィルタ膜１３３ｂ面での全反射動作を防止
するための部材で、正レンズ１３３ａと同一の屈折率を
持つ透明体である。
および電力をまとめて、制御局送信号光と呼ぶことにす
る。この制御局送信号光は、図２（イ）に示す正レンズ
１３３ａと光波長選択フィルタ膜１３３ｂの２つの機能
を持つ光分岐結合器１３３で収束，透過され、装置の出
力端となる防塵用保護ガラス３３３を経て空間に出射さ
れ、フィールド局側へ伝送される。なお、１３３ｃは、
光波長選択フィルタ膜１３３ｂ面での全反射動作を防止
するための部材で、正レンズ１３３ａと同一の屈折率を
持つ透明体である。
【００１８】フィールド局２０側では、制御局送信号光
が空間伝搬後、光分岐・結合器２３で集光され、一体化
光電／電光変換器２２に入射する。一体化光電／電光変
換器２２では、上述の光の信号と電力のうち、受光器２
２１では信号分を、受光器アレイ２２３では電力分を電
気信号および電気量にそれぞれ変換する。そのうちの電
気信号は制御回路２１に送られ、制御情報として検出さ
れる一方、電気量は光源２２２および制御回路２１な
ど、フィールド局内部にある全ての機器の電源となる。
が空間伝搬後、光分岐・結合器２３で集光され、一体化
光電／電光変換器２２に入射する。一体化光電／電光変
換器２２では、上述の光の信号と電力のうち、受光器２
２１では信号分を、受光器アレイ２２３では電力分を電
気信号および電気量にそれぞれ変換する。そのうちの電
気信号は制御回路２１に送られ、制御情報として検出さ
れる一方、電気量は光源２２２および制御回路２１な
ど、フィールド局内部にある全ての機器の電源となる。
【００１９】次に、フィールド局２０から制御局１０へ
の光信号伝送過程について、説明する。光源２２２は例
えば発光中心波長８５０ｎｍの発光ダイオードまたは半
導体レーザダイオードで構成し、その発光波長を制御局
１０の光源１３１のそれとは異ならせている。こうする
ことで、光信号の双方向伝送を効率良く行なうことがで
きるようにしている。
の光信号伝送過程について、説明する。光源２２２は例
えば発光中心波長８５０ｎｍの発光ダイオードまたは半
導体レーザダイオードで構成し、その発光波長を制御局
１０の光源１３１のそれとは異ならせている。こうする
ことで、光信号の双方向伝送を効率良く行なうことがで
きるようにしている。
【００２０】すなわち、フィールド局２０の送信信号光
は一体化光電／電光変換器２２の光源２２２から発信
し、光分岐・結合器２３で集光されて、装置の出力端と
なる防塵用保護ガラス３３３を経由して空間へ出射さ
れ、制御局１０へ伝送される。制御局１０では、フィー
ルド局２０の送信信号光は入力端の防塵用保護ガラス３
３３を介して、光分岐・結合器１３３の光波長選択フィ
ルタ膜１３３ｂにより光路を曲げられて（反射して）受
光器１３２に入射する。受光器１３２では光信号を電気
信号に変換し、制御回路１１に送る。制御回路１１で
は、これをフィールド局からの温度，圧力などの計測情
報として受信する。
は一体化光電／電光変換器２２の光源２２２から発信
し、光分岐・結合器２３で集光されて、装置の出力端と
なる防塵用保護ガラス３３３を経由して空間へ出射さ
れ、制御局１０へ伝送される。制御局１０では、フィー
ルド局２０の送信信号光は入力端の防塵用保護ガラス３
３３を介して、光分岐・結合器１３３の光波長選択フィ
ルタ膜１３３ｂにより光路を曲げられて（反射して）受
光器１３２に入射する。受光器１３２では光信号を電気
信号に変換し、制御回路１１に送る。制御回路１１で
は、これをフィールド局からの温度，圧力などの計測情
報として受信する。
【００２１】ここで、一体化光電／電光変換器２２およ
び光分岐・結合器２３について、図２を参照して説明す
る。一体化光電／電光変換器２２は図２（ロ）に示すよ
うに、制御局１０からの信号光を受光するための小形の
受光器２２１と、制御局１０へ信号光を送光するための
小形の光源２２２とが中心位置に配置され、これらを囲
むように受光器アレイ２２３などによって一体化されて
いる。ここに、受光器アレイ２２３は制御局１０からの
電力光を、フィールド局２０内で消費する電力量を満た
し、かつ、各回路が動作するに必要最低限の電圧を発生
し得るよう、複数のアレイ（素子）を直列接続して構成
している。
び光分岐・結合器２３について、図２を参照して説明す
る。一体化光電／電光変換器２２は図２（ロ）に示すよ
うに、制御局１０からの信号光を受光するための小形の
受光器２２１と、制御局１０へ信号光を送光するための
小形の光源２２２とが中心位置に配置され、これらを囲
むように受光器アレイ２２３などによって一体化されて
いる。ここに、受光器アレイ２２３は制御局１０からの
電力光を、フィールド局２０内で消費する電力量を満た
し、かつ、各回路が動作するに必要最低限の電圧を発生
し得るよう、複数のアレイ（素子）を直列接続して構成
している。
【００２２】また、光結合器２３は図２（イ）に示すよ
うに、防塵用保護ガラス３３３を経由して送られてくる
制御局１０からの送信信号光を、光分岐・結合器２３を
構成する正レンズ面（または正レンズ）２３１によって
平行光線化するとともに、同じく光分岐・結合器２３を
構成する円錐台形状の負レンズ面（または負レンズ）２
３２により、一体化光電／電光変換器２２を構成する小
形の受光器２２１および受光器アレイ２２３に対し、上
記送信信号光の光量を一定比率にて分配するようにして
いる。
うに、防塵用保護ガラス３３３を経由して送られてくる
制御局１０からの送信信号光を、光分岐・結合器２３を
構成する正レンズ面（または正レンズ）２３１によって
平行光線化するとともに、同じく光分岐・結合器２３を
構成する円錐台形状の負レンズ面（または負レンズ）２
３２により、一体化光電／電光変換器２２を構成する小
形の受光器２２１および受光器アレイ２２３に対し、上
記送信信号光の光量を一定比率にて分配するようにして
いる。
【００２３】上記一体化光電／電光変換器２２を構成す
る小形の受光器２２１および受光器アレイ２２３として
は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含む化合物半導
体薄膜や、シリコン（Ｓｉ）などを用いることができる
が、シリコンよりも膜厚が薄くてもエネルギーの変換効
率の良い、ガリウム砒素薄膜を用いる方が好都合とされ
ている（例えば、今井 哲二著、１９８５年工業調査会
発行の「化合物半導体デバイス」ｐｐ３１４〜３１５の
記載参照）。
る小形の受光器２２１および受光器アレイ２２３として
は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含む化合物半導
体薄膜や、シリコン（Ｓｉ）などを用いることができる
が、シリコンよりも膜厚が薄くてもエネルギーの変換効
率の良い、ガリウム砒素薄膜を用いる方が好都合とされ
ている（例えば、今井 哲二著、１９８５年工業調査会
発行の「化合物半導体デバイス」ｐｐ３１４〜３１５の
記載参照）。
【００２４】また、光源としては、従来は例えばガリウ
ム砒素を含むIII 〜Ｖ族の化合物半導体等が用いられ、
受光器および受光器アレイにはシリコンが用いられるこ
とが多かった。このため、半導体素子の小型化，モノリ
シック化が望まれるなかで、これら光源，受光器および
受光器アレイを同一基板上に製作することは、プロセス
上困難とされていたが（松枝 秀明著、１９８９年裳華
房発行の「光・電子集積回路の物理」ｐｐ２４４〜２４
６の記載参照）、ここでは受光器や受光器アレイにガリ
ウム砒素を用いることにより、このような一体化が容易
となる利点がもたらされる。
ム砒素を含むIII 〜Ｖ族の化合物半導体等が用いられ、
受光器および受光器アレイにはシリコンが用いられるこ
とが多かった。このため、半導体素子の小型化，モノリ
シック化が望まれるなかで、これら光源，受光器および
受光器アレイを同一基板上に製作することは、プロセス
上困難とされていたが（松枝 秀明著、１９８９年裳華
房発行の「光・電子集積回路の物理」ｐｐ２４４〜２４
６の記載参照）、ここでは受光器や受光器アレイにガリ
ウム砒素を用いることにより、このような一体化が容易
となる利点がもたらされる。
【００２５】図４は図２の変形例を示す構成図である。
ここでは、光結合器２４を防塵用保護ガラス３３３に対
向する平面レンズ２４１と、一体化光電／電光変換器２
２側に対向する正レンズ２４２とにより、構成する。つ
まり、図２に示すものと異なる点は、一体化光電／電光
変換器２２側に対向する円錐台形状のレンズが、図２で
は負レンズであるのに対し、ここでは正レンズとしてい
る点である。また、光源２２２からの出射光を平行光に
直す凸レンズ４４４を有している点である。
ここでは、光結合器２４を防塵用保護ガラス３３３に対
向する平面レンズ２４１と、一体化光電／電光変換器２
２側に対向する正レンズ２４２とにより、構成する。つ
まり、図２に示すものと異なる点は、一体化光電／電光
変換器２２側に対向する円錐台形状のレンズが、図２で
は負レンズであるのに対し、ここでは正レンズとしてい
る点である。また、光源２２２からの出射光を平行光に
直す凸レンズ４４４を有している点である。
【００２６】図５および図６はそれぞれ図２，図４に対
応する一体化光電／電光変換器の照度分布を説明するた
めの説明図である。すなわち、空間からの光入射照度分
布を示す図５（イ）は同（ロ）の場合の例、図６（イ）
は同（ロ）の場合の例をそれぞれ示している。
応する一体化光電／電光変換器の照度分布を説明するた
めの説明図である。すなわち、空間からの光入射照度分
布を示す図５（イ）は同（ロ）の場合の例、図６（イ）
は同（ロ）の場合の例をそれぞれ示している。
【００２７】つまり、図５（イ），図６（イ）のよう
に、光ファイバからの光出射強度分布が中央が高く、周
辺が低いという特性を持つ場合に、円錐台形状のレンズ
が図２に符号２３２で示すように負であると、図５
（ハ）の如く受光器アレイ２２３上の照度分布が受光器
２２１上のそれに比べて小さくなり、その結果、制御局
１０からの送信号光のうちの大部分を占める電力変換用
の光量が少なくなる。
に、光ファイバからの光出射強度分布が中央が高く、周
辺が低いという特性を持つ場合に、円錐台形状のレンズ
が図２に符号２３２で示すように負であると、図５
（ハ）の如く受光器アレイ２２３上の照度分布が受光器
２２１上のそれに比べて小さくなり、その結果、制御局
１０からの送信号光のうちの大部分を占める電力変換用
の光量が少なくなる。
【００２８】これに対し、円錐台形状のレンズが図４の
ように正（２４２参照）であると、図６（ハ）に示すよ
うに、受光器アレイ２２３上の照度分布が受光器２２１
上のそれに比べて大きくなり、図２に示すものより効率
良く電力変換を行なうことが可能となる。
ように正（２４２参照）であると、図６（ハ）に示すよ
うに、受光器アレイ２２３上の照度分布が受光器２２１
上のそれに比べて大きくなり、図２に示すものより効率
良く電力変換を行なうことが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば、空間を介した２つの
光伝送装置間で光信号の授受ができるだけでなく、給電
側から供給される光の電力を受電側、つまりフィールド
機器で内部の駆動源となる電力（電力量）に変換するよ
うにしたので、電池等が不要となってその運転コストを
低減し得る利点が得られる。
光伝送装置間で光信号の授受ができるだけでなく、給電
側から供給される光の電力を受電側、つまりフィールド
機器で内部の駆動源となる電力（電力量）に変換するよ
うにしたので、電池等が不要となってその運転コストを
低減し得る利点が得られる。
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】この発明による光分岐結合部の一例を示す詳細
構成図である。
構成図である。
【図３】制御局送信号光の波形例を示す波形図である。
【図４】この発明による光分岐結合部の他の例を示す詳
細構成図である。
細構成図である。
【図５】図２の場合に対応する一体化光電／電光変換器
の照度分布を説明するための説明図である。
の照度分布を説明するための説明図である。
【図６】図４の場合に対応する一体化光電／電光変換器
の照度分布を説明するための説明図である。
の照度分布を説明するための説明図である。
【図７】従来例を示す構成図である。
１０ 制御局 １１，２１ 制御回路 １２ 駆動回路 １３ａ，１３ｂ 送受光回路 １３１，２２２ 光源 １３２，２２１ 受光器 １３３，２３，２４ 光分岐・結合器 １３３ａ，２３１，２４１，２４２ 正レンズ １３３ｂ 光波長選択フィル
タ膜 ２３２ 負レンズ ２０，３０ フィールド局 ２２ 一体化光電／電光
変換器 ２２３ 受光器アレイ ３３３ 防塵用保護ガラス ４４４ 凸レンズ
タ膜 ２３２ 負レンズ ２０，３０ フィールド局 ２２ 一体化光電／電光
変換器 ２２３ 受光器アレイ ３３３ 防塵用保護ガラス ４４４ 凸レンズ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２つの光伝送装置の間で空間を介して双
方向通信を行なう光信号伝送装置において、 一方の光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を持た
せ、この主光伝送装置から他方の光伝送装置（従光伝送
装置）へ、光により電力を伝送することを特徴とする光
信号伝送装置。 - 【請求項２】 ２つの光伝送装置の間で空間を介して双
方向通信を行なうに当たり、一方の光伝送装置（主光伝
送装置）にのみ電力源を持たせ、この主光伝送装置から
他方の光伝送装置（従光伝送装置）へ、光により電力を
伝送する光信号伝送装置であって、 前記主光伝送装置を、所定波長の信号光と電力光とを発
光する光源と、この光源を一定の電力用直流成分に交流
成分を重畳させて駆動する駆動回路と、前記従光伝送装
置から受信した信号光を電気信号に変換する受光器と、
これらを制御する制御回路とから構成し、 前記従光伝送装置を、前記波長と異なる波長で信号光を
発光する光源、前記主光伝送装置から受信した光信号を
電気信号に変換する受光器、および前記主光伝送装置か
ら受信した電力光を電力に変換する受光器アレイからな
り、前記光源および受光器を中央部に、前記受光器アレ
イをその周辺部に配置した光電／電光変換器と、これら
を制御する制御回路とから構成することを特徴とする光
信号伝送装置。 - 【請求項３】 前記主光伝送装置に、その光源からの信
号光を集光して空間へ出射させる正レンズと、前記空間
を介して送られてくる従光伝送装置からの信号光を受光
器に導く光分岐器とからなる光分岐・結合器を設けたこ
とを特徴とする請求項２に記載の光信号伝送装置。 - 【請求項４】 前記光分岐器を光波長選択フィルタとす
ることを特徴とする請求項３に記載の光信号伝送装置。 - 【請求項５】 前記従光伝送装置の光源，受光器および
受光器アレイからなる光電／電光変換器を化合物半導体
薄膜により一体化し、一体化光電／電光変換器とするこ
とを特徴とする請求項２に記載の光信号伝送装置。 - 【請求項６】 前記光電／電光変換器の受光器アレイの
みを化合物半導体で構成することを特徴とする請求項２
に記載の光信号伝送装置。 - 【請求項７】 前記従光伝送装置の光電／電光変換器に
対向する側には円錐台形状の負レンズを、また、前記空
間と対向する側には正レンズをそれぞれ形成した光分岐
・結合器を配置することを特徴とする請求項２に記載の
光信号伝送装置。 - 【請求項８】 前記従光伝送装置の光電／電光変換器に
対向する側には円錐台形状の正レンズを、また、前記空
間と対向する側には正レンズをそれぞれ形成した光分岐
・結合器を配置することを特徴とする請求項２に記載の
光信号伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276197A JPH08138185A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光信号伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276197A JPH08138185A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光信号伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138185A true JPH08138185A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17566050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6276197A Pending JPH08138185A (ja) | 1994-11-10 | 1994-11-10 | 光信号伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08138185A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133774A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Agilent Technol Inc | レンズ、レンズアレイ及び光レシーバ |
| JP2008091738A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Truelight Corp | 双方向光信号送受信装置 |
| JP2019521761A (ja) * | 2016-06-23 | 2019-08-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 光送信機、光受信機及び光リンク |
| WO2023248916A1 (ja) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 京セラ株式会社 | 光給電システム、給電装置及び受電装置 |
-
1994
- 1994-11-10 JP JP6276197A patent/JPH08138185A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133774A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Agilent Technol Inc | レンズ、レンズアレイ及び光レシーバ |
| JP2008091738A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Truelight Corp | 双方向光信号送受信装置 |
| JP4575342B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2010-11-04 | 光環科技股▲ふん▼有限公司 | 双方向光信号送受信装置 |
| JP2019521761A (ja) * | 2016-06-23 | 2019-08-08 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 光送信機、光受信機及び光リンク |
| WO2023248916A1 (ja) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 京セラ株式会社 | 光給電システム、給電装置及び受電装置 |
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