JPH08331061A - 光信号伝送装置 - Google Patents
光信号伝送装置Info
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- JPH08331061A JPH08331061A JP7133039A JP13303995A JPH08331061A JP H08331061 A JPH08331061 A JP H08331061A JP 7133039 A JP7133039 A JP 7133039A JP 13303995 A JP13303995 A JP 13303995A JP H08331061 A JPH08331061 A JP H08331061A
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- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
- G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2589—Bidirectional transmission
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/806—Arrangements for feeding power
- H04B10/807—Optical power feeding, i.e. transmitting power using an optical signal
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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。また、主装置は従装
置の通信応答が規定時間を超過した時には電力供給を停
止することで省電力化を行うとともに、目や皮膚が長時
間電力光に被爆するのを防止する。 【構成】制御局１０とフィールド局２０との間の通信
は、光ファイバ４１ａを媒体として、光源，受光器及び
光分岐結合器からなる送受光回路１３ａを介して信号光
の双方向の授受が行われる。他方、電力の供給は、上記
送受光回路１３ａに電力光を発する光源１３４と、この
光源１３４の電力光をレンズ１３５で効率良く光ファイ
バ４１ｂに入射し、フィールド局２０へ送出する。フィ
ールド局２０では、光ファイバ４１ｂから出射する電力
光をレンズ２６を介し、受光器アレイ２８へ導き、ここ
で電力光を電力に変換する。
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。また、主装置は従装
置の通信応答が規定時間を超過した時には電力供給を停
止することで省電力化を行うとともに、目や皮膚が長時
間電力光に被爆するのを防止する。 【構成】制御局１０とフィールド局２０との間の通信
は、光ファイバ４１ａを媒体として、光源，受光器及び
光分岐結合器からなる送受光回路１３ａを介して信号光
の双方向の授受が行われる。他方、電力の供給は、上記
送受光回路１３ａに電力光を発する光源１３４と、この
光源１３４の電力光をレンズ１３５で効率良く光ファイ
バ４１ｂに入射し、フィールド局２０へ送出する。フィ
ールド局２０では、光ファイバ４１ｂから出射する電力
光をレンズ２６を介し、受光器アレイ２８へ導き、ここ
で電力光を電力に変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送装置間における
光の信号及び電力を授受するシステムに関するものであ
る。
光の信号及び電力を授受するシステムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に光伝送装置及びシステムでは、２
つ以上の装置もしくは局の間を光ファイバを伝送路とし
て光による情報伝送を行う。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。図１１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、１
１，２１は制御回路、１３ａ，１３ｂは送受光回路、１
３１，２２は光源、１３２，２４は受光器、１３３，２
３は光分岐結合器、２０，３０はフィールド局、２５は
電池、４１，４２は光ファイバ、５１ａ，５１ｂはコネ
クタをそれぞれ示している。
つ以上の装置もしくは局の間を光ファイバを伝送路とし
て光による情報伝送を行う。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。図１１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、１
１，２１は制御回路、１３ａ，１３ｂは送受光回路、１
３１，２２は光源、１３２，２４は受光器、１３３，２
３は光分岐結合器、２０，３０はフィールド局、２５は
電池、４１，４２は光ファイバ、５１ａ，５１ｂはコネ
クタをそれぞれ示している。
【０００３】すなわち、制御局１０はシステムの制御、
フィールド局２０及び３０は温度，圧力を計測するセン
サまたはその圧力を制御する弁的なアクチュエータの役
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あるいは４２で光信号での制御データ及び計測
データの授受をするために光源，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及び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さけ、
電池２５での駆動としている。
フィールド局２０及び３０は温度，圧力を計測するセン
サまたはその圧力を制御する弁的なアクチュエータの役
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あるいは４２で光信号での制御データ及び計測
データの授受をするために光源，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及び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さけ、
電池２５での駆動としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のフィ
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欠点があっ
た。本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解決
し、光による信号及び電力伝送を可能にして光伝送装置
の運転コストを低減した光信号・電力伝送シスシムを提
供することである
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欠点があっ
た。本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解決
し、光による信号及び電力伝送を可能にして光伝送装置
の運転コストを低減した光信号・電力伝送シスシムを提
供することである
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために請求項１の発明では、２つの光伝送装置の間を
２つの光ファイバを用いて双方向光通信を行う光信号伝
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、一方の光ファイバによりこの主光
伝送装置から他方の光伝送装置（従光伝送装置）へ、光
により電力を伝送し、もう一方の光ファイバにより信号
光をこの主及び従光伝送装置間互いに授受することを特
徴としている。
るために請求項１の発明では、２つの光伝送装置の間を
２つの光ファイバを用いて双方向光通信を行う光信号伝
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、一方の光ファイバによりこの主光
伝送装置から他方の光伝送装置（従光伝送装置）へ、光
により電力を伝送し、もう一方の光ファイバにより信号
光をこの主及び従光伝送装置間互いに授受することを特
徴としている。
【０００６】請求項２の発明では、２つの光伝送装置間
を１本の光ファイバにより、双方向光通信を行うにあた
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、光による電力を伝送する光信号伝送装置
において、前記主光伝送装置を、所定の波長の信号光と
電力光とを発光する光源と、この光源を一定の電力用直
流成分に信号用の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と、前記主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及び前記主光伝送装
置から受信した電力光を電力にそれぞれ変換する受光器
アレイからなる光電気変換器と、これらを制御する制御
回路から構成することを特徴としている。
を１本の光ファイバにより、双方向光通信を行うにあた
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、光による電力を伝送する光信号伝送装置
において、前記主光伝送装置を、所定の波長の信号光と
電力光とを発光する光源と、この光源を一定の電力用直
流成分に信号用の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と、前記主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及び前記主光伝送装
置から受信した電力光を電力にそれぞれ変換する受光器
アレイからなる光電気変換器と、これらを制御する制御
回路から構成することを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明では、前記主及び従光伝送
装置に、それぞれの光源からの信号光を集光して光ファ
イバへ入射させる正レンズと、前記光ファイバを介して
送られてくる信号光または電力と信号の混在した光を受
光器側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）。
装置に、それぞれの光源からの信号光を集光して光ファ
イバへ入射させる正レンズと、前記光ファイバを介して
送られてくる信号光または電力と信号の混在した光を受
光器側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）。
【０００８】尚、この請求項３の発明では、前記分岐器
を波長選択フィルタとすることができる（請求項４の発
明）。請求項２の発明では、前記従光伝送装置の受光器
及び受光器アレイからなる光電気変換器を化合物半導体
薄膜により一体化することができる（請求項５の発
明）。
を波長選択フィルタとすることができる（請求項４の発
明）。請求項２の発明では、前記従光伝送装置の受光器
及び受光器アレイからなる光電気変換器を化合物半導体
薄膜により一体化することができる（請求項５の発
明）。
【０００９】請求項６の発明では、２つの光伝送装置間
を１本の光ファイバにより、双方向光通信を行う装置を
行うにあたり、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
号伝送装置において、前記主光伝送装置を、所定の波長
の信号光と電力光とを発光する光源と、この光源を一定
の周期で光強度変調した電力光と、この電力光よりより
十分速い周期で光強度変調した信号光を混在させて駆動
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と、前記主光伝送装置か
ら受信した信号光を電気信号に変換する第１の受光器及
び前記主光伝送装置から受信した電力光を電力にそれぞ
れ変換する第２の受光器と、この第２の受光器の出力を
昇圧する変圧器と、この変圧器の交流出力を直流に変換
する整流器と、これらを制御する制御回路から構成する
ことを特徴としている。
を１本の光ファイバにより、双方向光通信を行う装置を
行うにあたり、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
号伝送装置において、前記主光伝送装置を、所定の波長
の信号光と電力光とを発光する光源と、この光源を一定
の周期で光強度変調した電力光と、この電力光よりより
十分速い周期で光強度変調した信号光を混在させて駆動
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と、前記主光伝送装置か
ら受信した信号光を電気信号に変換する第１の受光器及
び前記主光伝送装置から受信した電力光を電力にそれぞ
れ変換する第２の受光器と、この第２の受光器の出力を
昇圧する変圧器と、この変圧器の交流出力を直流に変換
する整流器と、これらを制御する制御回路から構成する
ことを特徴としている。
【００１０】請求項９の発明では、前記従光伝送装置の
第１の受光器より第２の受光器を大きくして、化合物半
導体薄膜により一体化することを特徴としている。 さ
らに、請求項１０の発明では、２つの光伝送装置間を光
ファイバにより、双方向光通信を行うにあたり、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し、光信号をこの主及び従光伝
送装置間互に授受する光信号伝送装置において、前記主
光伝送装置より、一定周期で前記従光伝送装置へ応答要
求を発するとともに、この従光伝送装置からの応答信号
の到着時間（応答時間）を計時し、規定の応答時間を超
過した場合に電力光の供給を停止することを特徴として
いる。
第１の受光器より第２の受光器を大きくして、化合物半
導体薄膜により一体化することを特徴としている。 さ
らに、請求項１０の発明では、２つの光伝送装置間を光
ファイバにより、双方向光通信を行うにあたり、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し、光信号をこの主及び従光伝
送装置間互に授受する光信号伝送装置において、前記主
光伝送装置より、一定周期で前記従光伝送装置へ応答要
求を発するとともに、この従光伝送装置からの応答信号
の到着時間（応答時間）を計時し、規定の応答時間を超
過した場合に電力光の供給を停止することを特徴として
いる。
【００１１】
【作用】本発明では、制御局（光給電側）だけに電力源
を持たせ、フィールド局（光受電側）へは光ファイバに
より信号伝送と光による電力供給を行い、フィールド局
で光／電変換し得るよう構成することにより、専用の電
源を不要とし機器及び作業を含む運転コストを低減す
る。
を持たせ、フィールド局（光受電側）へは光ファイバに
より信号伝送と光による電力供給を行い、フィールド局
で光／電変換し得るよう構成することにより、専用の電
源を不要とし機器及び作業を含む運転コストを低減す
る。
【００１２】また、制御局に対するフィールド局の応答
を時間監視して、規定の応答時間を超過した場合に電力
光の供給を停止することにより、制御局の省電力化と人
体（目や皮膚）に長時間の光照射を被ることを防止す
る。
を時間監視して、規定の応答時間を超過した場合に電力
光の供給を停止することにより、制御局の省電力化と人
体（目や皮膚）に長時間の光照射を被ることを防止す
る。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図
で、信号光及び電力光を２本の光ファイバで授受してい
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、制御局１０とフィールド局２
０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。
で、信号光及び電力光を２本の光ファイバで授受してい
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、制御局１０とフィールド局２
０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。
【００１４】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。尚、制御局１０とフィールド局２０との
間はコネクタ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ及び光フ
ァイバ４１ａ，４１ｂで結ばれている。
０（３０）との信号光の授受を行う送受光回路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。尚、制御局１０とフィールド局２０との
間はコネクタ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ及び光フ
ァイバ４１ａ，４１ｂで結ばれている。
【００１５】制御局１０とフィールド局２０との通信方
法は、従来例と同様に光ファイバ４１ａを通信媒体とし
て、光源，受光器及び光分岐結合器からなる送受光回路
１３ａを介して信号光の双方向の授受が行われる。次に
光による電力供給方法は、上記送受光回路１３ａに電力
光を発する光源１３４と、この光源１３４の電力光をレ
ンズ１３５で効率良く光ファイバ４１ｂに入射し、フィ
ールド局２０へ送出する。フィールド局２０では、光フ
ァイバ４１ｂから出射する電力光をレンズ２６を介し、
受光器アレイ２８へ導き、ここで電力光を電力に変換す
る構成をとっている。
法は、従来例と同様に光ファイバ４１ａを通信媒体とし
て、光源，受光器及び光分岐結合器からなる送受光回路
１３ａを介して信号光の双方向の授受が行われる。次に
光による電力供給方法は、上記送受光回路１３ａに電力
光を発する光源１３４と、この光源１３４の電力光をレ
ンズ１３５で効率良く光ファイバ４１ｂに入射し、フィ
ールド局２０へ送出する。フィールド局２０では、光フ
ァイバ４１ｂから出射する電力光をレンズ２６を介し、
受光器アレイ２８へ導き、ここで電力光を電力に変換す
る構成をとっている。
【００１６】図２は、本発明の第２の実施例を示す構成
図で、信号光及び電力光を１本の光ファイバで授受して
いる。ここでは、制御局１０を光給電側、フィールド局
２０，３０を光受電側とし、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。
図で、信号光及び電力光を１本の光ファイバで授受して
いる。ここでは、制御局１０を光給電側、フィールド局
２０，３０を光受電側とし、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。
【００１７】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う送受光回路１３ａ
（１３ｂ）が設けられ、その制御を制御回路１１によっ
て行なわれる。尚、制御局１０とフィールド局２０との
間はコネクタ５１ａ，５１ｂ及び光ファイバ４１で結ば
れている。上記送受光回路１３ａは信号光及び電力光を
フィールド局２０へ送出する光源１３４，正レンズと光
分岐器の２つの機能を持つ光分岐結合器１３６，受光器
１３２より構成されている。この光分岐接合器１３６の
光分岐器には、例えば図３に示すような光波長選択フィ
ルタ膜１３６ｂを用いることが望ましが、波長依存性の
無いビームスプリッタ（例えばハーフミラー）を用いて
もよい。
０（３０）との信号光の授受を行う送受光回路１３ａ
（１３ｂ）が設けられ、その制御を制御回路１１によっ
て行なわれる。尚、制御局１０とフィールド局２０との
間はコネクタ５１ａ，５１ｂ及び光ファイバ４１で結ば
れている。上記送受光回路１３ａは信号光及び電力光を
フィールド局２０へ送出する光源１３４，正レンズと光
分岐器の２つの機能を持つ光分岐結合器１３６，受光器
１３２より構成されている。この光分岐接合器１３６の
光分岐器には、例えば図３に示すような光波長選択フィ
ルタ膜１３６ｂを用いることが望ましが、波長依存性の
無いビームスプリッタ（例えばハーフミラー）を用いて
もよい。
【００１８】フィールド局２０では光源２２ａ，光分岐
結合器２８，レンズ２６，受光器アレイ２７及びこれら
を制御する制御回路２１が設けられている。この受光器
アレイ２７は図５に示すように制御局からの信号光を電
気信号に変換する受光器２７２及び制御局からの電力光
を電気量に変換する受光器アレイ（複数の受光器）２７
１ａ〜ｇより構成され、これらを一体にしている。
結合器２８，レンズ２６，受光器アレイ２７及びこれら
を制御する制御回路２１が設けられている。この受光器
アレイ２７は図５に示すように制御局からの信号光を電
気信号に変換する受光器２７２及び制御局からの電力光
を電気量に変換する受光器アレイ（複数の受光器）２７
１ａ〜ｇより構成され、これらを一体にしている。
【００１９】ここで、制御局１０からフィールド局２０
への信号光及び電力光の授受について説明する。図２に
おいて、光源１３４（例えば発光中心波長７８０ｎｍの
発光ダイオード又は半導体レーザダイオード）は信号光
及び電力光をフィールド局２０へ送出する。このとき発
光する光量は図４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信号用の交流成分を重畳させて光
源１３４を駆動するのが、図２の駆動回路１２ａであ
る。
への信号光及び電力光の授受について説明する。図２に
おいて、光源１３４（例えば発光中心波長７８０ｎｍの
発光ダイオード又は半導体レーザダイオード）は信号光
及び電力光をフィールド局２０へ送出する。このとき発
光する光量は図４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信号用の交流成分を重畳させて光
源１３４を駆動するのが、図２の駆動回路１２ａであ
る。
【００２０】以下この光源１３４より発する光の信号及
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３に示す正レンズ１３６ａと
光波長選択フィルタ膜１３６ｂの２つの機能を持つ光分
岐結合器１３６で収束及び透過され、装置の出力端とな
るコネクタ５１ａを経由して光ファイバ４１に入射し、
フィールド局側へ伝送される。尚、透明体１３６ｃは、
光波長選択フィルタ膜１３６ｂ面での全反射動作を防止
するための正レンズ１３６ａと同一の屈折率を持つ透明
体である。
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３に示す正レンズ１３６ａと
光波長選択フィルタ膜１３６ｂの２つの機能を持つ光分
岐結合器１３６で収束及び透過され、装置の出力端とな
るコネクタ５１ａを経由して光ファイバ４１に入射し、
フィールド局側へ伝送される。尚、透明体１３６ｃは、
光波長選択フィルタ膜１３６ｂ面での全反射動作を防止
するための正レンズ１３６ａと同一の屈折率を持つ透明
体である。
【００２１】フィールド局２０側では、制御局送信号光
が入力端のコネクタ５１ｂを経由して光分岐結合器２８
の光波長選択フィルタ膜２８ｂとレンズ２６により光路
を変更（反射）され集光されて、受光器アレイ２７に入
射する。受光器アレイ２７では、図５，６に示すように
上述した光の信号と電力のうち、受光器２７２で信号分
を、受光器２７１ａ〜ｇで電力分を電気信号及び電気量
（電力）に変換する。この電気信号は図２で示す制御回
路２１に送られ、制御局１０からの制御情報とする。一
方、電気量はフィールド局の内部にある光源２２ａ及び
制御回路２１などの全ての機器の電源となる。
が入力端のコネクタ５１ｂを経由して光分岐結合器２８
の光波長選択フィルタ膜２８ｂとレンズ２６により光路
を変更（反射）され集光されて、受光器アレイ２７に入
射する。受光器アレイ２７では、図５，６に示すように
上述した光の信号と電力のうち、受光器２７２で信号分
を、受光器２７１ａ〜ｇで電力分を電気信号及び電気量
（電力）に変換する。この電気信号は図２で示す制御回
路２１に送られ、制御局１０からの制御情報とする。一
方、電気量はフィールド局の内部にある光源２２ａ及び
制御回路２１などの全ての機器の電源となる。
【００２２】次に、フィールド局２０から制御局１０へ
の光信号の授受の過程を説明する。光源２２ａは例えば
発光中心波長８５０ｎｍの発光ダイオード又は半導体レ
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１３４と異ならしている。こうすることで、光信号
の双方向伝送を効率良く行うことができるようにしてい
る。
の光信号の授受の過程を説明する。光源２２ａは例えば
発光中心波長８５０ｎｍの発光ダイオード又は半導体レ
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１３４と異ならしている。こうすることで、光信号
の双方向伝送を効率良く行うことができるようにしてい
る。
【００２３】すなわち、フィールド局２０の送信信号光
は、図３に示す正レンズ２８ａと光波長選択フィルタ膜
２８ｂの２つの機能を持つ光分岐結合器２８で収束及び
透過され、装置の出力端となるコネクタ５１ｂを経由し
て光ファイバ４１に入射し、制御局１０へ伝送される。
尚、透明体２８ｃは、光波長選択フィルタ膜２８ｂ面で
の全反射動作を防止するための正レンズ２８ａと同一の
屈折率を持つ透明体である。制御局１０では、フィール
ド局２０の送信信号光は入力端のコネクタ５１ａを経由
して光分岐結合器１３６の光波長選択フィルタ膜１３６
ｂにより光路を曲げられて（反射）受光器１３２に入射
する。受光器１３２では光の信号を電気信号に変換し、
図２で示す制御回路１１に送り、フィールド局からの温
度，圧力などの計測制御情報として受信する。
は、図３に示す正レンズ２８ａと光波長選択フィルタ膜
２８ｂの２つの機能を持つ光分岐結合器２８で収束及び
透過され、装置の出力端となるコネクタ５１ｂを経由し
て光ファイバ４１に入射し、制御局１０へ伝送される。
尚、透明体２８ｃは、光波長選択フィルタ膜２８ｂ面で
の全反射動作を防止するための正レンズ２８ａと同一の
屈折率を持つ透明体である。制御局１０では、フィール
ド局２０の送信信号光は入力端のコネクタ５１ａを経由
して光分岐結合器１３６の光波長選択フィルタ膜１３６
ｂにより光路を曲げられて（反射）受光器１３２に入射
する。受光器１３２では光の信号を電気信号に変換し、
図２で示す制御回路１１に送り、フィールド局からの温
度，圧力などの計測制御情報として受信する。
【００２４】ここで、受光器アレイ２７について説明す
る。この受光器アレイ２７は図５，６に示すように制御
局からの信号光を電気信号に変換する受光器２７２及び
制御局からの電力光を電気量する変換する複数の受光器
２７１ａ〜ｇより構成される。受光器２７１は、図５で
は他の受光器と等分割した例を掲示しているが、高速の
信号応答が必要な場合には、可能な限り小さいな分割
（寸法）の方が望ましい。受光器２７１ａ〜ｇは、フィ
ールド局２０内で消費する電力に変換し、かつ各回路が
動作するのに最低限必要な電圧を発生するために複数
（アレイ）にしている（例えばアレイ数≧回路動作電圧
／受光器の出力電圧）。
る。この受光器アレイ２７は図５，６に示すように制御
局からの信号光を電気信号に変換する受光器２７２及び
制御局からの電力光を電気量する変換する複数の受光器
２７１ａ〜ｇより構成される。受光器２７１は、図５で
は他の受光器と等分割した例を掲示しているが、高速の
信号応答が必要な場合には、可能な限り小さいな分割
（寸法）の方が望ましい。受光器２７１ａ〜ｇは、フィ
ールド局２０内で消費する電力に変換し、かつ各回路が
動作するのに最低限必要な電圧を発生するために複数
（アレイ）にしている（例えばアレイ数≧回路動作電圧
／受光器の出力電圧）。
【００２５】また前記受光器アレイ２７を構成する信号
変換用の受光器２７２及び電力変換用の複数の受光器２
７１ａ〜ｇは化合物半導体薄膜、例えばガリウム砒素
（ＧａＡｓ）やシリコン（Ｓｉ）等が使えるが、シリコ
ン系に比べ膜厚が薄くてもエネルギー変換効率が高いガ
リウム砒素薄膜を用いることが望ましい。（文献 化合
物半導体デバイスpp314 〜315 、今井哲二 著、工業調
査会 出版、1985年による） 図７は本発明の第３の実施例を示す構成図である。この
第３の実施例については、図２の第２の実施例との相違
点について説明する。
変換用の受光器２７２及び電力変換用の複数の受光器２
７１ａ〜ｇは化合物半導体薄膜、例えばガリウム砒素
（ＧａＡｓ）やシリコン（Ｓｉ）等が使えるが、シリコ
ン系に比べ膜厚が薄くてもエネルギー変換効率が高いガ
リウム砒素薄膜を用いることが望ましい。（文献 化合
物半導体デバイスpp314 〜315 、今井哲二 著、工業調
査会 出版、1985年による） 図７は本発明の第３の実施例を示す構成図である。この
第３の実施例については、図２の第２の実施例との相違
点について説明する。
【００２６】主光伝送装置では、光源を図８に示すよう
に一定の周期Ｔｐで光強度変調（振幅Ａｐ）した電力光
と、この電力光よりより十分速い周期Ｔｓで光強度変調
（振幅Ａｓ）した信号光を混在させて図７の駆動回路１
２１ａで駆動する。従光伝送装置では、主光伝送装置か
ら受信した電力光及び信号光を図９に示す比較的に小さ
な受光領域の信号用受光器２９１ａとこの受光器２９１
ａより受光領域が大きい電力用受光器２９１ｂにより電
気信号に変換する。受光器２９１ａからの信号は、第２
の実施例と同様に制御回路２１に入力される。受光器２
９１ａからの電力（交流）は、変圧器２９２で、制御回
路２１などの動作が可能な電圧に昇圧され、整流器２９
３で直流電力に変換される。
に一定の周期Ｔｐで光強度変調（振幅Ａｐ）した電力光
と、この電力光よりより十分速い周期Ｔｓで光強度変調
（振幅Ａｓ）した信号光を混在させて図７の駆動回路１
２１ａで駆動する。従光伝送装置では、主光伝送装置か
ら受信した電力光及び信号光を図９に示す比較的に小さ
な受光領域の信号用受光器２９１ａとこの受光器２９１
ａより受光領域が大きい電力用受光器２９１ｂにより電
気信号に変換する。受光器２９１ａからの信号は、第２
の実施例と同様に制御回路２１に入力される。受光器２
９１ａからの電力（交流）は、変圧器２９２で、制御回
路２１などの動作が可能な電圧に昇圧され、整流器２９
３で直流電力に変換される。
【００２７】図１０は、本発明の第４の実施例として前
記した第１，第２，及び第３の実施例における制御局の
省電力化と、電力光の目や皮膚への長時間の被曝を防止
するシステム構成例（図は、第２の実施例を代表として
示す）である。制御局１０は、一般に全体システムの制
御を行うためにフィールド局２０，３０に対して一定周
期Ｔで計測値の更新を要求する。フィールド局２０，３
０ではこの計測更新要求に対して一定の応答時間ｔ後
に、計測結果を伝送する。
記した第１，第２，及び第３の実施例における制御局の
省電力化と、電力光の目や皮膚への長時間の被曝を防止
するシステム構成例（図は、第２の実施例を代表として
示す）である。制御局１０は、一般に全体システムの制
御を行うためにフィールド局２０，３０に対して一定周
期Ｔで計測値の更新を要求する。フィールド局２０，３
０ではこの計測更新要求に対して一定の応答時間ｔ後
に、計測結果を伝送する。
【００２８】ここでは、光ファイバが未接続（フィール
ド局未使用）またはコネクタの外れた場合にも無駄な電
力消費と、空気中への光放出が長時間にわたり発生する
ことを防止するために、制御局１０に計時手段１５ａ
（または１５ｂ）を設けて、前記応答時間ｔを計時し、
この時間ｔが規定の時間を超過した場合に電力光の供給
を停止する。
ド局未使用）またはコネクタの外れた場合にも無駄な電
力消費と、空気中への光放出が長時間にわたり発生する
ことを防止するために、制御局１０に計時手段１５ａ
（または１５ｂ）を設けて、前記応答時間ｔを計時し、
この時間ｔが規定の時間を超過した場合に電力光の供給
を停止する。
【００２９】
【発明の効果】以上から明らかなように本発明によれ
ば、光ファイバにより２つの光伝送装置間の光信号の授
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は内部の駆動源となる
電力（電気量）に変換するために、電池などが不要とな
ってその運転コストを低減し得る利点が得られる。
ば、光ファイバにより２つの光伝送装置間の光信号の授
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は内部の駆動源となる
電力（電気量）に変換するために、電池などが不要とな
ってその運転コストを低減し得る利点が得られる。
【００３０】また、制御局に対するフィールド局の応答
を時間監視して、規定の応答時間を超過した場合に電力
光の供給を停止することにより、制御局の省電力化と安
全面で人体（目や皮膚）に長時間の光照射を被ることを
防ぐことができる。
を時間監視して、規定の応答時間を超過した場合に電力
光の供給を停止することにより、制御局の省電力化と安
全面で人体（目や皮膚）に長時間の光照射を被ることを
防ぐことができる。
【図１】この発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図３】この発明の第２の実施例における光分岐結合部
の一例を示す詳細構成図である。
の一例を示す詳細構成図である。
【図４】この発明の第２の実施例における制御局送信号
光の波形例を示す波形図である。
光の波形例を示す波形図である。
【図５】この発明の第２の実施例における受光器アレイ
の正面方向の構造を説明する図である。
の正面方向の構造を説明する図である。
【図６】この発明の第２の実施例における受光器アレイ
の電気的な配線を示す図である。
の電気的な配線を示す図である。
【図７】この発明の第３の実施例を示す構成図である。
【図８】この発明の第３の実施例における制御局送信号
光の波形例を示す波形図である。
光の波形例を示す波形図である。
【図９】この発明の第３の実施例における受光器アレイ
の正面方向の構造を説明する図である。
の正面方向の構造を説明する図である。
【図１０】この発明の第４の実施例を示す構成図であ
る。
る。
【図１１】従来例を示す構成図である。
１０・・・ 制御局、１１，１２・・・ 制御回路、１２ａ，１
２ｂ，１２１ａ，１２１ｂ・・・ 駆動回路、１３ａ，１３
ｂ・・・ 送受光回路、１３１，１３４，２２，２２ａ・・・
光源、１３２，２４，２７１，２７２ａ〜ｇ，２９１
ａ，２９１ｂ・・・受光器、２９２・・・ 変圧器、２９３・・・
整流器、１３３，２３，１３６，２８・・・ 光分岐結合
器、１３６ａ，２８ａ・・・ 正レンズ、１３６ｂ，２８ｂ
・・・ 光波長選択フィルタ、１５ａ，１５ｂ・・・ 計時回
路、２０，３０・・・ フィールド局、２７，２９１・・・ 受
光器アレイ、４１，４２，４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４
２ｂ・・・ 光ファイバ、５１ａ〜ｄ・・・ コネクタ。
２ｂ，１２１ａ，１２１ｂ・・・ 駆動回路、１３ａ，１３
ｂ・・・ 送受光回路、１３１，１３４，２２，２２ａ・・・
光源、１３２，２４，２７１，２７２ａ〜ｇ，２９１
ａ，２９１ｂ・・・受光器、２９２・・・ 変圧器、２９３・・・
整流器、１３３，２３，１３６，２８・・・ 光分岐結合
器、１３６ａ，２８ａ・・・ 正レンズ、１３６ｂ，２８ｂ
・・・ 光波長選択フィルタ、１５ａ，１５ｂ・・・ 計時回
路、２０，３０・・・ フィールド局、２７，２９１・・・ 受
光器アレイ、４１，４２，４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４
２ｂ・・・ 光ファイバ、５１ａ〜ｄ・・・ コネクタ。
Claims (10)
- 【請求項１】２つの光伝送装置間を２本の光ファイバに
より、双方向光通信を行う装置において、 一方の光伝送装置（主光伝送装置）にのみ電力源を持た
せ、一方の光ファイバにより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
し、もう一方の光ファイバにより光信号をこの主及び従
光伝送装置間で互いに授受することを特徴とする光信号
伝送装置。 - 【請求項２】２つの光伝送装置間を１本の光ファイバに
より、双方向光通信を行う装置を行うにあたり、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において、 前記主光伝送装置を、所定の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信
号用の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
発光する光源と、前記主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及び前記主光伝送装置から
受信した電力光を電力にそれぞれ変換する受光器アレイ
からなる光電気変換器と、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】請求項２に記載の光信号伝送装置におい
て、前記主及び従光伝送装置に、それぞれの光源からの
信号光を集光して光ファイバへ入射させる正レンズと、
前記光ファイバを介して送られてくる信号光または電力
と信号が混在した光を受光器側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光信号伝送
装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の光信号伝送装置におい
て、前記光分岐器を波長選択フィルタとすることを特徴
とする光信号伝送装置。 - 【請求項５】請求項２に記載の光信号伝送装置におい
て、前記従光伝送装置の受光器及び受光器アレイからな
る光電気変換器を化合物半導体薄膜により一体化するこ
とを特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項６】２つの光伝送装置間を１本の光ファイバに
より、双方向光通信を行うにあたり、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において、 前記主光伝送装置を、所定の波長の信号光と電力光とを
発光する光源と、この光源を一定の周期で光強度変調し
た電力光と、この電力光よりより十分速い周期で光強度
変調した信号光を混在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
発光する光源と、前記主光伝送装置から受信した信号光
を電気信号に変換する第１の受光器及び前記主光伝送装
置から受信した電力光を電力にそれぞれ変換する第２の
受光器と、この第２の受光器の出力を昇圧する変圧器
と、この変圧器の交流出力を直流に変換する整流器と、
これらを制御する制御回路から構成することを特徴とす
る光信号伝送装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の光信号伝送装置におい
て、前記主及び従光伝送装置に、それぞれの光源からの
信号光を集光して光ファイバへ入射させる正レンズと、
前記光ファイバを介して送られてくる信号光または電力
と信号が混在した光を受光器側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光信号伝送
装置。 - 【請求項８】請求項７に記載の光信号伝送装置におい
て、前記光分岐器を波長選択フィルタとすることを特徴
とする光信号伝送装置。 - 【請求項９】請求項２に記載の光信号伝送装置におい
て、前記従光伝送装置の第１の受光器より第２の受光器
を大きくして、化合物半導体薄膜により一体化すること
を特徴とする光信号伝送装置。 - 【請求項１０】２つの光伝送装置間を１本以上の光ファ
イバにより、双方向光通信を行うにあたり、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し、信号光をこの主及び従光伝送装
置間互に授受する光信号伝送装置において、 前記主光伝送装置より、一定周期で前記従光伝送装置へ
応答要求を発するとともに、この従光伝送装置からの応
答信号の到着時間（応答時間）を計時し、規定の応答時
間を超過した場合に電力光の供給を停止することを特徴
とする光信号伝送装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133039A JPH08331061A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光信号伝送装置 |
| DE19621794A DE19621794A1 (de) | 1995-05-31 | 1996-05-30 | Bidirektionale, optisch gespeiste Signalübertragungsvorrichtung |
| US08/652,639 US5796890A (en) | 1995-04-10 | 1996-05-31 | Bidirectional optically powered signal transmission apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133039A JPH08331061A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光信号伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08331061A true JPH08331061A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15095389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133039A Pending JPH08331061A (ja) | 1995-04-10 | 1995-05-31 | 光信号伝送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08331061A (ja) |
| DE (1) | DE19621794A1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185783A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Nec Corp | レーザ光不要漏出防止装置及びそのレーザ光不要漏出防止方法並びにそれを用いた光通信システム |
| WO2006120723A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | フォトダイオードアレイ及び光マイクロ波伝送システム受信装置 |
| JP2008193327A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 光給電情報伝送装置 |
| JP2011247764A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Yokogawa Electric Corp | 絶縁型プローブ装置 |
| JP5536209B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2014-07-02 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | 光伝送システム |
| JP2017098643A (ja) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社日立製作所 | 光給電システム及び光給電装置及び光給電方法 |
| JP2017163636A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社豊田中央研究所 | エネルギー送信装置、エネルギー受信装置、エネルギー送受信装置及びこれらを有するワイヤレス給電システム |
| JP2020053852A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 東日本電信電話株式会社 | 光送受信器と光給電システム |
| WO2020246375A1 (ja) * | 2019-06-06 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システムの光コネクタ及び給電装置並びに光ファイバー給電システム |
| EP3926788A4 (en) * | 2019-10-21 | 2022-04-20 | Kyocera Corporation | FIBER OPTIC POWER SUPPLY SYSTEM |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10330193B3 (de) * | 2003-07-03 | 2005-04-21 | Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh | Spritzgießmaschine mit Kraftsensor |
| DE102004009734A1 (de) * | 2004-02-25 | 2005-09-15 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Feldgerät für die Automatisierungstechnik mit Lichtwellenleiteranschluss zur Datenübertragung |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP7133039A patent/JPH08331061A/ja active Pending
-
1996
- 1996-05-30 DE DE19621794A patent/DE19621794A1/de not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185783A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Nec Corp | レーザ光不要漏出防止装置及びそのレーザ光不要漏出防止方法並びにそれを用いた光通信システム |
| WO2006120723A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | フォトダイオードアレイ及び光マイクロ波伝送システム受信装置 |
| JPWO2006120723A1 (ja) * | 2005-05-02 | 2008-12-18 | 三菱電機株式会社 | フォトダイオードアレイ及び光マイクロ波伝送システム受信装置 |
| US7723666B2 (en) | 2005-05-02 | 2010-05-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Photodiode array configured to increase electrical output power and optical microwave transmission system receiver utilizing the same |
| JP4675961B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2011-04-27 | 三菱電機株式会社 | フォトダイオードアレイ及び光マイクロ波伝送システム受信装置 |
| JP2008193327A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 光給電情報伝送装置 |
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| JP5536209B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2014-07-02 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | 光伝送システム |
| JP2017098643A (ja) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 株式会社日立製作所 | 光給電システム及び光給電装置及び光給電方法 |
| JP2017163636A (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社豊田中央研究所 | エネルギー送信装置、エネルギー受信装置、エネルギー送受信装置及びこれらを有するワイヤレス給電システム |
| WO2017154431A1 (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社豊田中央研究所 | エネルギー送信装置、エネルギー受信装置、エネルギー送受信装置及びこれらを有するワイヤレス給電システム |
| JP2020053852A (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 東日本電信電話株式会社 | 光送受信器と光給電システム |
| WO2020246375A1 (ja) * | 2019-06-06 | 2020-12-10 | 京セラ株式会社 | 光ファイバー給電システムの光コネクタ及び給電装置並びに光ファイバー給電システム |
| US11509401B2 (en) | 2019-06-06 | 2022-11-22 | Kyocera Corporation | Optical connector and power sourcing equipment of power over fiber system, and power over fiber system |
| EP3926788A4 (en) * | 2019-10-21 | 2022-04-20 | Kyocera Corporation | FIBER OPTIC POWER SUPPLY SYSTEM |
| US11368230B2 (en) | 2019-10-21 | 2022-06-21 | Kyocera Corporation | Power over fiber system |
| US11595134B2 (en) | 2019-10-21 | 2023-02-28 | Kyocera Corporation | Power over fiber system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19621794A1 (de) | 1996-12-05 |
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