(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御器と端末器とが光ファイバケーブルで接続されてなり、
前記制御器には、電力供給のために電気エネルギーを光エネルギーに変換してなる電力供給用の光を定期的に光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送する電力送出用のＥ／Ｏ部を備え、
前記端末器には、前記制御器から光ファイバケーブルを介して定期的に伝送されてくる電力供給用の光を受光する太陽電池、およびその太陽電池の発電電力を蓄える蓄電池とが設けられるとともに、この端末器の動作状態を検出するセンサ、このセンサの検出出力を光信号に変換して光ファイバケーブルを介して制御器側に送出するセンサ出力送出用のＥ／Ｏ部とを有し、前記センサおよび前記センサ出力創出用のＥ／Ｏ部が共に前記蓄電池から供給される電力によって駆動されるように構成され、
前記制御器は、外部から障害物検出要請が入力されると障害物検出用の光を光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送する、障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部を備え、
前記端末器は、前記障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部から光ファイバケーブルを介して伝送される障害物検出用の光を外部に発射するレンズを備え、
前記センサは、前記制御器から光ファイバケーブルを介して伝送される前記障害物検出用の光の一部をモニタ光として取り出すビームスプリッタと、前記蓄電池から供給される電力によって駆動されて前記モニタ光の受光状態を検出するフォトダイオードとを備え、
前記電力送出用のＥ／Ｏ部は、前記障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部に対する外部からの障害物検知要請の入力の有無に関わり無く、前記電力供給用の光を、定期的に光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送することを特徴とする電力・信号送受システム。
【請求項２】
請求項１記載の電力・信号送受システムにおいて、
前記太陽電池は、太陽光線を受光するようにその一部が大気中に露出されており、
当該太陽電池は昼間において太陽光線を受光して発電し、夜間は前記光ファイバケーブルを介して伝送される電力供給用の光を受光して発電する、
ことを特徴とする電力・信号送受システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御器と端末器との間で電力および信号を送受するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、制御器と端末器とが光ファイバケーブルで接続された構成のものとして、たとえば、図３に示すような踏切障害物検知システムがある。
【０００３】
この踏切障害物検知システムは、端末器としての投光器１と受光器２、および両者１，２を制御する制御器３を備える。
【０００４】
投光器１と受光器２とは踏切道を挟んで対向配置され、また、制御器３は、踏切縁端部にある器具箱内に設けられる。そして、投光器１および受光器２と、制御器３とが光ファイバケーブル４，６を介して接続されている。ここに、投光器１と受光器２を制御器３に光ファイバケーブル４，６で接続しているのは、電車線からのノイズ等の混入を有効に防止するためである。
【０００５】
投光器１は、光ファイバケーブル４を介して伝送される光を受光器２に向けて発射する投光レンズ等を備えており、また、受光器２は、投光器１からの光を受光して光ファイバケーブル６に集光する集光レンズ等を備えている。
【０００６】
制御器３は、投光器１側に光を送出するためのＬＤ等の発光素子を有する発光ユニット８、受光器２で受光された光を受光して電気信号に変換するＰＤ等の受光素子を有する受光ユニット１０、上記両ユニット８，１０を制御して障害物の有無を検知する制御ユニット１２、および各ユニット８，１０，１２に電力を供給する電源部１４を備えている。
【０００７】
この構成において、列車が踏切に接近していることが制御器３に対して報知されると、制御ユニット１２は、制御信号を発光ユニット８に対して出力する。これにより、発光ユニット８が起動されて、発光された障害物検出用の光が光ファイバケーブル４を介して投光器１に送られ、受光器２に向けて発射される。
【０００８】
ここで、踏切道上に自動車等の障害物が存在しないときには、投光器１からの光は受光器２で受光され、これが光ファイバケーブル６を介して制御器３の受光ユニット１０に入力される。受光ユニット１０には、予め所定のしきい値が設定されており、受光量がそのしきい値レベルを越えた場合に、制御ユニット１２に対して受光検知信号を出力する。これにより、制御ユニット１２は、障害物が存在しないことを認識することができる。
【０００９】
一方、踏切道上に自動車上の障害物が存在する場合には、投光器１からの光がその障害物に遮られて受光器２に受光されず、このため、受光ユニット１０に入射する受光量はしきい値レベルを越えないので、制御ユニット１２には受光検知信号が入力されない。よって、制御ユニット１２は、踏切道上に障害物ありと判断し、踏切に接近する列車等に対して、非常停止信号等を発する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成において、発光ユニット８のＬＤ等の発光素子の出力低下や、発光ユニット８と投光器１間の光ファイバケーブル４の断線等の故障が発生した場合には、受光ユニット１０での受光量がしきい値レベル以下となるため、障害物によって光が遮断された場合と区別がつかなくなり、列車を不要に停止させるなどの不都合を生じる。
【００１１】
この不都合を防止するためには、投光器１側にたとえば発射光のレベルを計測するセンサを設け、このセンサ出力を制御器３にフィードバックして自己診断できる構成とすることが考えられる。
【００１２】
その場合、センサへの電力供給と、センサの検出信号送出のための電線ケーブルとを設けて、制御器３と投光器１間を接続する構成とするのでは、光ファイバケーブル４以外に電線ケーブルの布設を別途行わねばならず、布設に手間がかかる。
【００１３】
また、このような電線を布設して自己診断を行えるようにした場合、電線ケーブルに電車線からのノイズや、サージ等が混入し易く、特にセンサの検出出力にノイズが混入すると誤検知になることがあり、光ファイバケーブル４，６を使用した効果を期待し難くなる。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、電力供給用や信号伝送用の電線ケーブルを別途布設する必要がなく、また、電気的ノイズに対しても安定性を確保できる電力・信号送受システムを構築できるようにすることを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、次の構成を採用している。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の電力・信号送信システムでは、制御器と端末器とが光ファイバケーブルで接続されてなり、前記制御器には、電力供給のために電気エネルギーを光エネルギーに変換してなる電力供給用の光を定期的に光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送する電力送出用のＥ／Ｏ部を備え、前記端末器には、前記制御器から光ファイバケーブルを介して定期的に伝送されてくる電力供給用の光を受光する太陽電池、およびその太陽電池の発電電力を蓄える蓄電池とが設けられるとともに、この端末器の動作状態を検出するセンサ、このセンサの検出出力を光信号に変換して光ファイバケーブルを介して制御器側に送出するセンサ出力送出用のＥ／Ｏ部とを有し、前記センサおよび前記センサ出力創出用のＥ／Ｏ部が共に前記蓄電池から供給される電力によって駆動されるように構成され、前記制御器は、外部から障害物検出要請が入力されると障害物検出用の光を光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送する、障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部を備え、前記端末器は、前記障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部から光ファイバケーブルを介して伝送される障害物検出用の光を外部に発射するレンズを備え、前記センサは、前記制御器から光ファイバケーブルを介して伝送される前記障害物検出用の光の一部をモニタ光として取り出すビームスプリッタと、前記蓄電池から供給される電力によって駆動されて前記モニタ光の受光状態を検出するフォトダイオードとを備え、前記電力送出用のＥ／Ｏ部は、前記障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部に対する外部からの障害物検知要請の入力の有無に関わり無く、前記電力供給用の光を、定期的に光ファイバケーブルを介して前記端末器に伝送する。
【００１７】
また、請求項２記載の電力・信号送受システムにおいては、前記太陽電池は、太陽光線を受光するようにその一部が大気中に露出されており、当該太陽電池は昼間において太陽光線を受光して発電し、夜間は前記光ファイバケーブルを介して伝送される電力供給用の光を受光して発電する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この実施形態では、本発明を踏切障害物を検知するシステムに適用した場合を例にとって説明する。
【００１９】
図１は、制御器側の発光ユニットと、端末器側である投光器の構成を示すブロック図であり、図３に示した従来技術に対応する部分には同一の符号を付す。
【００２０】
制御器３の発光ユニット８には、第１Ｅ／Ｏ部１６、第２Ｅ／Ｏ部１８、およびＯ／Ｅ部２０が設けられている。本実施形態では、第１Ｅ／Ｏ部１６から障害物検出光送出用のＥ／Ｏ部の一例が構成され、第２Ｅ／Ｏ部１８から電力送出用のＥ／Ｏ部の一例が構成されている。
【００２１】
第１Ｅ／Ｏ部１６は、図外の受光器側に向けて障害物検出用の光を発光するためのものであり、また、第２Ｅ／Ｏ部１８は、投光器１への電力供給のために電気エネルギーを光エネルギーに変換して出力するものであって、両Ｅ／Ｏ部１６，１８は、共にレーザダイオード等の発光素子を備えている。また、Ｏ／Ｅ部２０は、後述する投光器１側のセンサ３２からの光信号を電気信号に変換するもので、フォトダイオード等の受光素子を備えている。
【００２２】
そして、各部１６，１８，２０には、それぞれ光ファイバ４a，４b，４cの一端が接合され、各光ファイバ４a，４b，４cは、１本の光ファイバケーブル４として集合されて投光器１に接続されている。
【００２３】
一方、投光器１には、第１Ｅ／Ｏ部１６から光ファイバ４aを介して送られてくる障害物検出用の光を図外の受光器側に発射するためのレンズ３０、および投光器１の動作状態を検出するセンサ３２、このセンサ３２の検出出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器３８、このＡ／Ｄ変換器３８の出力信号を変調して出力する信号変調部４０、この信号変調部４０の出力を光信号に変換して光ファイバ４cに出力するＥ／Ｏ部４２が設けられている。本実施形態では、Ｅ／Ｏ部４２からセンサ出力送出用のＥ／Ｏ部の一例が構成されている。
【００２４】
そして、上記のセンサ３２は、上記の障害物検出用の光の一部をモニタ光として取り出すためのビームスプリッタ３４と、このモニタ光を受光するフォトダイオード３６とからなる。
【００２５】
さらに、この投光器１には、発光ユニット８の第２Ｅ／Ｏ部１８から光ファイバ４bを介して送られてくる光を受光する太陽電池４４、および太陽電池４４の発電電力を蓄える蓄電池４６が設けられている。
【００２６】
そして、センサ３２のフォトダイオード３６、Ａ／Ｄ変換器３８、信号変調部４０、およびＥ／Ｏ部４２がいずれも蓄電池４６から供給される電力によって駆動されるように構成されている。
【００２７】
次に、上記構成の動作について説明する。
【００２８】
制御器３の第２Ｅ／Ｏ部１８は、列車の接近の有無にかかわらず、定期的に発光する。つまり、投光器１への電力供給のために電気エネルギーを光エネルギーに変換して出力する。その光は光ファイバ４bを介して太陽電池４４に送られる。太陽電池４４は、この光エネルギーを電気エネルギーに変換し、そのエネルギーを蓄電池４６に蓄える。
【００２９】
そして、この蓄電池４６の電力は、フォトダイオード３６、Ａ／Ｄ変換器３８、信号変調部４０、およびＥ／Ｏ部４２にそれぞれ供給される。
【００３０】
ここで、列車が踏切に接近していることが制御器３に対して報知されると、制御器３の発光ユニット８の第１Ｅ／Ｏ部１６が起動されて、障害物検出用の光が光ファイバ４aを介して投光器１に送られ、レンズ３０を介して図外の受光器に向けて発射される。
【００３１】
その光の一部は、ビームスプリッタ３４で取り出されてフォトダイオード３６で受光される。そして、フォトダイオード３６の検出出力がＡ／Ｄ変換器３８でデジタル化された後、信号変調部４０で変調され、その変調された信号がＥ／Ｏ部４２で光信号に変換された後、光ファイバ４cを介して制御器３のＯ／Ｅ部２０で受光される。
【００３２】
ここで、発光ユニット８の第１Ｅ／Ｏ部１６内の発光素子の出力低下や、発光ユニット８と投光器１間の光ファイバ４aの断線等の異常が発生した場合には、センサ３２の出力が低下し、投光器１から光ファイバ４cを介して発光ユニット８のＯ／Ｅ部２０には、一定以上の受光量をもつ光信号が入力されなくなるので、上記の異常発生を検知することができる。
【００３３】
なお、センサ３２の検出出力に基づいてＯ／Ｅ部２０に取り込まれる光信号が正常であっても、受光器から制御器３に光信号が取り込まれない場合には、受光器と制御器３とを接続している光ファイバケーブルの断線等の異常が発生していることが制御器３側で認識することができる。このため、投光器１側の故障によって列車を不用に停止させるなどの不都合発生を回避することができる。
【００３４】
上記の実施形態において、太陽電池４４は、光ファイバ４bからの光を受光するように構成しているが、図２に示すように、太陽電池４４の一部が大気中に露出させて太陽光線を直接に受光する構成とすることも可能である。このようにすれば、昼間は太陽光線を利用し、夜間のみ光ファイバ４bで光エネルギーを送ればよいため、一層有利である。
【００３５】
また、上記の実施形態では、電力供給用と信号送信用に２本の光ファイバ４b，４cを用いているが、制御器３側の発光ユニット８と、投光器１側とにそれぞれ合波分波器(ＷＤＭ)２２，４８を設ければ、両者８，１間を１本の光ファイバ４dで接続することができ、全体の光ファイバ本数を削減することが可能となる。
【００３６】
さらに、上記の実施形態では、踏切障害物を検知するシステムに適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、たとえば、原子力プラントや変電所等のように、端末器側が立入禁止区域内に配置され、制御器側が監視室側に配置されるようなシステムを構築する場合についても、本発明を適用することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の電力・信号送受システムは、次の効果を奏する。
【００３８】
(１)  請求項１記載の発明では、制御器と端末器間に、電力供給用や信号伝送用の電線ケーブルを別途布設する必要がなく光ファイバケーブルを布設するだけでよく、布設の手間を省くことができる。また、光ファイバケーブルであるために、電気的ノイズに対しても安定性を確保することができる。
【００３９】
(２)  請求項２記載の発明では、昼間は太陽光線を利用し、夜間のみ光ファイバ４bで光エネルギーを送ればよいため、エネルギーの有効活用を一層図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を踏切障害物検知システムに適用した場合の実施形態に係る制御器と投光器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図３】踏切障害物検知システムの全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…投光器、２…受光器、３…制御器、４，６…光ファイバケーブル、４a〜４d…光ファイバ、８…発光ユニット、１０…受光ユニット、１２…制御ユニット、３２…センサ、４２…Ｅ／Ｏ部、４４…太陽電池、４６…蓄電池。
【図１】
0003683401.tif 000002
【図２】
0003683401.tif 000003
【図３】
0003683401.tif 000004