(57)【要約】【課題】  消費電力を低減し、小規模な構成で遠隔地の情報を収集することが可能な光給電情報伝送装置を提供する。【解決手段】  親局２は、互いに異なる波長を有する給電光と被変調光とが多重された多重光を発生し、変調光を受ける。伝送路４は、多重光および変調光を伝送する。子局６は、伝送路４から多重光を受けて、収集した情報に基づいて被変調光に変調を加えた変調光を伝送路４に与える。子局６には光信号を発生するための光源が不要となるので、従来の光情報伝送装置に比較して子局の消費電力を低減するとともに子局の構成を小規模にすることが可能になる。【選択図】        図１
2006165651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有する給電光と被変調光とが多重された多重光を発生し、変調光を受ける親局と、
前記多重光および前記変調光を伝送する伝送路と、
前記伝送路から前記多重光を受け、前記変調光を前記伝送路に与える第１の子局とを備え、
前記第１の子局は、
前記多重光を波長に応じて前記給電光と前記被変調光とに分離して出力するとともに、受けた前記変調光を前記伝送路にそのまま与える光分波器と、
前記給電光を電力に変換する第１の光電変換手段と、
前記電力から得られる動作電源電圧を受け、情報を収集し、前記情報に応じた第１の信号を出力するセンサ装置と、
前記第１の信号に基づいて前記被変調光に対して変調を加え、前記変調光を出力する光変調器とを含む、光給電情報伝送装置。
【請求項２】
前記親局は、
前記給電光を発生する第１の光源と、
前記被変調光を発生する第２の光源と、
前記給電光と前記被変調光とを波長多重して、前記多重光を前記伝送路に与えるとともに、前記伝送路から受ける前記変調光をそのまま出力する光合波器と、
前記変調光を受け取る光受信器と、
前記第２の光源から受ける前記被変調光を前記光合波器に与えるとともに、前記光合波器から与えられる前記変調光を前記光受信器に向けて出力する光サーキュレータとを含む、請求項１に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項３】
前記被変調光の波長は、前記給電光の波長に対してストークス波長だけ長い、請求項２に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項４】
前記光受信器は、
前記変調光を第２の信号に変換する第２の光電変換手段と、
前記第２の信号を受けて所定のデータ処理を行ない、前記所定のデータ処理の結果に応じて前記センサ装置の動作を制御するための制御信号を出力するデータ処理手段とを有し、
前記親局は、
前記制御信号に応じた制御電流を前記第１の光源に注入して、前記制御信号が重畳された前記給電光を前記第１の光源に発生させる駆動回路をさらに含み、
前記第１の子局は、
前記給電光を変換して得られる電気信号に含まれる前記制御信号を前記センサ装置に送るフィルタをさらに含む、請求項２に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項５】
前記光受信器は、
前記変調光を第２の信号に変換する第２の光電変換手段と、
前記第２の信号を受けて所定のデータ処理を行ない、前記所定のデータ処理の結果に応じて前記センサ装置の動作を制御するための制御信号を出力するデータ処理手段とを有し、
前記親局は、
前記制御信号に応じた制御電流を前記第２の光源に注入して、前記制御信号が重畳された前記被変調光を前記第２の光源に発生させる駆動回路をさらに含み、
前記第１の子局は、
前記光分波器から前記被変調光を受けて、前記被変調光を２つに分岐して、分岐した一方の被変調光を前記光変調器に向けて出力する光分岐器と、
前記光分岐器が分岐した他方の被変調光を光電変換する第３の光電変換手段と、
前記第３の光電変換手段から出力される電気信号に含まれる前記制御信号を通過させ、前記センサ装置に前記制御信号を送るフィルタとをさらに含む、請求項２に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項６】
前記センサ装置は、
前記制御信号に応じて、複数の画素素子ごとに画素データを出力する撮像回路と、
前記制御信号に応じて前記画素データに所定の処理を行なって前記第１の信号を出力する信号処理回路とを有する、請求項４または５に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項７】
前記第１の子局は、充電時には前記電力を蓄積し、放電時には前記センサ装置に前記動作電源電圧を供給する蓄電装置をさらに含む、請求項１または２に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項８】
前記蓄電装置の充電時間は、前記蓄電装置の放電時間よりも長い、請求項７に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項９】
前記第１の子局は、前記光分波器から受ける前記被変調光を前記光変調器に与えるとともに、前記光変調器から受ける前記変調光を前記光分波器に与える方向性光結合器をさらに含む、請求項１に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項１０】
前記光給電情報伝送装置は、前記第１の子局と同一の構成である、少なくとも１つの第２の子局をさらに備え、
前記伝送路は、
前記第１、第２の子局の各々に対応する複数の光分岐器と、
前記親局と前記複数の光分岐器の各々とを直列に接続し、前記多重光を前記第１、第２の子局の各々に与えるとともに、前記第１、第２の子局の各々からの変調光を前記親局に伝達する複数の光ファイバ幹線と、
前記第１、第２の子局の各々に対応する前記複数の光分岐器とを接続する複数の光ファイバ支線とを含む、請求項１に記載の光給電情報伝送装置。
【請求項１１】
前記光給電情報伝送装置は、前記第１の子局と同一の構成である、少なくとも１つの第２の子局をさらに備え、
前記伝送路は、
前記多重光を前記第１、第２の子局に与えるとともに前記第１、第２の子局からの変調光を前記親局に伝達する光ファイバ幹線と、
前記第１、第２の子局に各々接続される複数の光ファイバ支線と、
前記光ファイバ幹線と前記複数の光ファイバ支線とを結合する光分岐器とを含む、請求項１に記載の光給電情報伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバを介して親局から子局に電力を供給し、子局で収集した情報を親局に伝送する光給電情報伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の遠隔地において測定された電流、電圧等を１ヶ所で集中的に観測をしたいというニーズがある。光ファイバを介して遠隔地に配置されたセンサにおける測定信号を伝送し、情報を収集する技術は古くから検討が行なわれていた。
【０００３】
従来、光ファイバは高速信号を通信する通信用に用いられるのが主流であった。しかし近年では通信用に光ファイバが普及するにつれて、光ファイバが巷によく見られるようになってきており、また、コストも低減され、センシング用にも光ファイバを用いやすい環境となってきている。
【０００４】
また、光ファイバで光通信の端末機器や遠隔地のセンサ等へ電力を供給することで電源用のメタル芯線や現地での電源確保を不要とする光給電も同様に古くから提案されている。
【０００５】
光ファイバを介して給電を行う光給電システムは、光ファイバを接続するだけで電気配線の工事が不要である。この光給電装置は、給電側において強力な光源により光エネルギーを発生させ、この光エネルギーを光ファイバを介して伝送し、被給電側においてフォトダイオードや太陽電池により電気エネルギーに光電変換するように構成される。
【０００６】
従来の光を用いた情報の収集あるいは光給電に関する技術として、たとえば特開平８−１０７３８６号公報（特許文献１）には、制御局から遠隔地のフィールド局に給電用の光とフィールド局を制御するための光信号とを送り、フィールド局は給電用の光と制御用の光信号とを受けて情報を収集し、収集した情報に基づいて生成した光信号を制御局に向けて送る光信号伝送装置が開示されている。この光信号伝送装置において、各フィールド局は光信号を生成するための光源を有する。また、制御局はフィールド局の数に応じた数の送受光回路を有し、各送受光回路は給電用の光源を有する。
【０００７】
また、特開平８−３２１８１０号公報（特許文献２）には、特開平８−１０７３８６号公報（特許文献１）に開示されたフィールド局と同様にフィールド局ごとに光源を有する光信号伝送装置が開示されている。この光信号伝送装置では、制御局は１つの光源のみを有し、その光源から発する給電光をフィールド局の数に応じて分配して各フィールド局に供給する点で特開平８−１０７３８６号公報（特許文献１）に開示された制御局の構成と異なる。
【０００８】
また、特公平８−１４５０１号公報（特許文献３）には、光給電型信号処理装置が開示される。この光給電型信号処理装置では、駆動装置から信号処理装置に発電用の光を供給し、信号処理装置は光を受けて発電すると信号処理装置に含まれるセンサの出力と発電エネルギーの量を検出した結果とを光信号として送信する。この光給電型信号処理装置において光信号を出力する信号処理装置は光源を有している。
【０００９】
また、特開２００３−２５８７２３号公報（特許文献４）には、アンテナによって受信された電波を電気信号に変換し、電気信号を無変調光に印加して変調光を生成する電波受信システムおよび光伝送システムが開示される。
【００１０】
また、特開平６−２７６７０２号公報（特許文献５）には、光ファイバから受けた光を光電変換するフォトダイオードと、変換後の電気エネルギーを一旦蓄積するコンデンサとを設けることによって、消費電力が大きい装置に光電力を供給するための光電力供給方法が開示される。
【特許文献１】特開平８−１０７３８６号公報
【特許文献２】特開平８−３２１８１０号公報
【特許文献３】特公平８−１４５０１号公報
【特許文献４】特開２００３−２５８７２３号公報
【特許文献５】特開平６−２７６７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の技術に示されるように、光ファイバを介して情報を収集する装置や方法において、遠隔地で情報を収集するフィールド局（以下、子局と称する）は、収集した情報を光信号として送るために光源を備える必要があった。子局に光源が備えられていることによって、子局の省電力化を達成することが困難になっていた。
【００１２】
この発明は上述の課題を解決するものであって、その目的は、消費電力を低減し、小規模な構成で遠隔地の情報を収集することが可能な光給電情報伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は要約すれば、光給電情報伝送装置であって、互いに異なる波長を有する給電光と被変調光とが多重された多重光を発生し、変調光を受ける親局と、多重光および変調光を伝送する伝送路と、伝送路から多重光を受け、変調光を伝送路に与える第１の子局とを備える。
【００１４】
第１の子局は、多重光を波長に応じて給電光と被変調光とに分離して出力するとともに、受けた変調光を伝送路にそのまま与える光分波器と、給電光を電力に変換する第１の光電変換手段と、電力から得られる動作電源電圧を受け、情報を収集し、情報に応じた第１の信号を出力するセンサ装置と、第１の信号に基づいて被変調光に対して変調を加え、変調光を出力する光変調器とを含む。
【００１５】
好ましくは、親局は、給電光を発生する第１の光源と、被変調光を発生する第２の光源と、給電光と被変調光とを波長多重して、多重光を伝送路に与えるとともに、伝送路から受ける変調光をそのまま出力する光合波器と、変調光を受け取る光受信器と、第２の光源から受ける被変調光を光合波器に与えるとともに、光合波器から与えられる変調光を光受信器に向けて出力する光サーキュレータとを含む。
【００１６】
より好ましくは、被変調光の波長は、給電光の波長に対してストークス波長だけ長い。
【００１７】
より好ましくは、光受信器は、変調光を第２の信号に変換する第２の光電変換手段と、第２の信号を受けて所定のデータ処理を行ない、所定のデータ処理の結果に応じてセンサ装置の動作を制御するための制御信号を出力するデータ処理手段とを有し、親局は、制御信号に応じた制御電流を第１の光源に注入して、制御信号が重畳された給電光を第１の光源に発生させる駆動回路をさらに含み、第１の子局は、給電光を変換して得られる電気信号に含まれる制御信号をセンサ装置に送るフィルタをさらに含む。
【００１８】
より好ましくは、光受信器は、変調光を第２の信号に変換する第２の光電変換手段と、第２の信号を受けて所定のデータ処理を行ない、所定のデータ処理の結果に応じてセンサ装置の動作を制御するための制御信号を出力するデータ処理手段とを有し、親局は、制御信号に応じた制御電流を第２の光源に注入して、制御信号が重畳された被変調光を第２の光源に発生させる駆動回路をさらに含み、第１の子局は、光分波器から被変調光を受けて、被変調光を２つに分岐して、分岐した一方の被変調光を光変調器に向けて出力する光分岐器と、光分岐器が分岐した他方の被変調光を光電変換する第３の光電変換手段と、第３の光電変換手段から出力される電気信号に含まれる制御信号を通過させ、センサ装置に制御信号を送るフィルタとをさらに含む。
【００１９】
さらに好ましくは、センサ装置は、制御信号に応じて、複数の画素素子ごとに画素データを出力する撮像回路と、制御信号に応じて画素データに所定の処理を行なって第１の信号を出力する信号処理回路とを有する。
【００２０】
より好ましくは、第１の子局は、充電時には電力を蓄積し、放電時にはセンサ装置に動作電源電圧を供給する蓄電装置をさらに含む。
【００２１】
さらに好ましくは、蓄電装置の充電時間は、蓄電装置の放電時間よりも長い。
【００２２】
好ましくは、第１の子局は、光分波器から受ける被変調光を光変調器に与えるとともに、光変調器から受ける変調光を光分波器に与える方向性光結合器をさらに含む。
【００２３】
好ましくは、光給電情報伝送装置は、第１の子局と同一の構成である、少なくとも１つの第２の子局をさらに備え、伝送路は、第１、第２の子局の各々に対応する複数の光分岐器と、親局と複数の光分岐器の各々とを直列に接続し、多重光を第１、第２の子局の各々に与えるとともに、第１、第２の子局の各々からの変調光を親局に伝達する複数の光ファイバ幹線と、第１、第２の子局の各々に対応する複数の光分岐器とを接続する複数の光ファイバ支線とを含む。
【００２４】
好ましくは、光給電情報伝送装置は、第１の子局と同一の構成である、少なくとも１つの第２の子局をさらに備え、伝送路は、多重光を第１、第２の子局に与えるとともに第１、第２の子局からの変調光を親局に伝達する光ファイバ幹線と、第１、第２の子局に各々接続される複数の光ファイバ支線と、光ファイバ幹線と複数の光ファイバ支線とを結合する光分岐器とを含む。
【発明の効果】
【００２５】
この発明の光給電情報伝送装置によれば、子局は親局から送られる多重光を給電光と被変調光とに分離し、給電光を電力に変換して情報収集を行ない、収集した情報に基づいて被変調光に変調を加えた変調光を親局に送るので、子局には電源装置や光源が不要になり、子局の消費電力を低減するとともに子局の構成を小規模にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１を参照して、光給電情報伝送装置１は、親局２と、伝送路４と、子局６とを備える。
【００２８】
親局２は、互いに異なる波長を有する給電光と被変調光とが多重された多重光を発生し、変調光を受ける。伝送路４は、多重光および変調光を伝送する。子局６は、伝送路４から多重光を受けて、収集した情報に基づいて被変調光に変調を加えた変調光を伝送路４に与える。子局６には光信号を発生するための光源が不要となるので、従来の光情報伝送装置に比較して子局の消費電力を低減するとともに子局の構成を小規模にすることが可能になる。
【００２９】
伝送路４は、１本の光ファイバから構成される。
【００３０】
子局６は、光分波器８と、光電変換手段１０と、センサ装置１２と、光変調器１４と、方向性光結合器１６とを含む。
【００３１】
光分波器８は、多重光を波長に応じて波長λ１の給電光と波長λ２の被変調光とに分離する。また、光分波器８は、受ける変調光を伝送路４にそのまま与える。光分波器８としては、たとえば波長選択性（ＷＤＭ；Wavelength Division Multiplexing）光結合器が用いられる。
【００３２】
光電変換手段１０は、給電光を電力に変換するためのものであり、たとえば太陽電池やフォトダイオードなどが用いられる。
【００３３】
センサ装置１２は、給電光を変換した電力から得られる動作電源電圧Ｖ１を受け、情報に応じた電気信号ＳＩＧ１を出力する。センサ装置１２は、所定の物理量（たとえば電圧、電流、音、電界、温度、物体の位置等）の観測を行ない、これらの観測結果に応じた電気信号ＳＩＧ１を出力する。
【００３４】
光変調器１４は電気信号ＳＩＧ１に基づいて被変調光に対して変調を加え、変調光を出力する。光変調器１４はたとえば可変光減衰器である。
【００３５】
方向性光結合器１６は一定方向に伝搬する光だけを伝える。方向性光結合器１６は光分波器８から送られる被変調光を受けて光変調器１４に被変調光を出力する。また、方向性光結合器１６は光変調器１４から送られる変調光を受けて光分波器８に送る。方向性光結合器１６において、光変調器１４に被変調光を出力するためのポートと光変調器１４から送られる変調光を受けるポートとは異なるポートである。
【００３６】
方向性光結合器１６が用いられる理由は光信号の損失を抑えるためである。たとえば光ファイバカプラのように、光の伝播方向を逆向きにすれば光分岐器としても使用可能な光結合器が方向性光結合器１６に代えて用いられる場合、子局側で生じ得る問題について以下に説明する。なお、以下では光ファイバカプラのような一般的な光結合器を方向性光結合器と区別するため、単に「光結合器」と称することにする。
【００３７】
図２は、一般的な光結合器を用いた場合の問題を説明する図である。
【００３８】
図２を参照して、光結合器１６Ａは光ファイバカプラのような一般的な光結合器である。光結合器１６Ａに入力された被変調光Ｌ１は２つのポートから出力され、光ファイバＦＢ１，ＦＢ２を伝搬する。方向Ａ，Ｂは被変調光および変調光の伝播方向を示す。各々の被変調光は光変調器１４において変調が加えられて光結合器１６Ａに戻される。光結合器１６Ａは入力された２つの変調光を結合し、伝送路４に変調光Ｌ２を出力する。
【００３９】
図２の構成において光ファイバＦＢ１、ＦＢ２の長さが異なると光路差が生じる。仮に信号の伝播速度が光路差を問題にしないほどの速度であれば、図２のような構成であっても適用可能である。しかし、２つの変調光がそれぞれ光結合器１６Ａに入力される結果、光結合器１６Ａで生じる損失の合計は、たとえば３ｄＢ以上になる。
【００４０】
これに対し、方向性光結合器では被変調光および変調光の進む方向は１方向（たとえば、図２の方向Ｂのみ）である。よって光ファイバＦＢ１、ＦＢ２の長さが異なっていても光路差の問題は生じない。また、方向性光結合器における損失は１ｄＢ程度に収まる。よって、方向性光結合器のほうが光信号の損失を防ぐことができる。なお、方向性光結合器には、たとえば光サーキュレータなどが用いられる。
【００４１】
再び図１を参照して、親局２の構成について説明する。
【００４２】
親局２は第１の光源である光源１８と、第２の光源である光源２０と、光合波器２２と、光サーキュレータ２４と、光受信器２６とを含む。
【００４３】
光源１８は波長λ１の給電光を出力する。光源２０は波長λ２の被変調光を出力する。光源１８，２０は、たとえば半導体レーザである。
【００４４】
なお、波長λ２は波長λ１に対しストークス波長だけ長くなるように設定されることが好ましい。その理由は、伝送路４内において被変調光が給電光によって増幅されるためである。
【００４５】
光ファイバに高強度の光を入力すると、散乱現象によって、入力光の一部が入力光よりも長い波長の光に変換されて出力される。このような現象は一般にラマン効果と称される。入力光の波長と散乱光の波長との関係は光ファイバの材質によって決定される。ラマン効果によって生じた光はストークス光と称され、入力光の波長に対する散乱光の波長の差はストークス波長と称される。たとえば石英系光ファイバの場合、入力光の波長から約１００ｎｍ長い波長の光がストークス光として生じる。
【００４６】
高強度のある光と、その光によって生じるストークス光と波長が同じ光（信号光）とが同時に光ファイバに入力されると、ラマン効果によって信号光が増幅される。図１において、給電光が高強度の光であり、被変調光が信号光という関係であれば被変調光は給電光により伝送路４内で増幅される。
【００４７】
図１において、被変調光を給電光によって増幅するためには、たとえば光源１８を波長λ１が１．４６μｍとなる光を発する半導体レーザとし、光源２０を波長λ２が１．５５μｍとなる光を発する半導体レーザとすればよい。
【００４８】
光合波器２２は、給電光と被変調光とを波長多重して多重光を伝送路４に与える。また、光合波器２２は伝送路４から受ける変調光をそのまま光サーキュレータ２４に向けて出力する。
【００４９】
なお、光合波器２２は、たとえば回折格子や誘電体多層膜フィルタなどでもよいが、異なる波長の光を合波する際の損失をできるだけ少なくするため、光分波器８と同様に、波長選択性光結合器が用いられるほうが好ましい。
【００５０】
光サーキュレータ２４は、反射による戻り光を入力ポートとは別の出力ポートに出すようにしたデバイスである。光サーキュレータ２４は光源２０から受ける被変調光を光合波器２２に出力し、光合波器２２から与えられる変調光を光受信器２６に出力する。
【００５１】
光受信器２６は光サーキュレータ２４から受けた変調光を電気信号に変換し、演算や平均化などのデータ処理やデータ処理結果の保存などを行なう。
【００５２】
実施の形態１の光給電情報伝送装置では、子局には収集した情報を光信号として送るための光源が不要である。また、たとえば屋外の高所等、電源の確保が容易でない場所に子局を設置する場合、親局と子局との間に多重光および変調光を伝送するための光ファイバを敷設すればよく、電線を敷設しなくてもよい。
【００５３】
特に、給電は光ファイバを介して行なわれるが、光ファイバは軽量で低腐食であり、電線が密集した場所に配置されても電磁誘導によるノイズやサージの影響を受けないという利点があり、電線を用いて電源を供給することができない環境に子局を展開することが容易である。
【００５４】
以上のように実施の形態１によれば、子局の構成を小規模にすることができるので子局の消費電力を削減することが可能になるとともに、子局の展開を容易に行なうことが可能になる。
【００５５】
［実施の形態２］
図３は、実施の形態２の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図３を参照して、光給電情報伝送装置１Ａは図１の親局２、子局６に代えて親局２Ａ、子局６Ａをそれぞれ備える点において光給電情報伝送装置１と相違する。なお、光給電情報伝送装置１Ａの他の構成は光給電情報伝送装置１と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００５７】
親局２Ａは光受信器２６に代えて光受信器２６Ａを含む点で図１の親局２と相違する。
【００５８】
光受信器２６Ａは受けた変調光を光電変換する光電変換手段２６１と、光電変換手段２６１から出力される電気信号ＳＩＧ２を受けて、所定の演算や数値データの平均化など所定のデータ処理を行ない、データ処理結果に応じて子局の動作を制御するための制御信号ＳＩＧ３を出力するデータ処理手段２６２と、データ処理手段による処理結果を表示する表示手段２６３とを含む。
【００５９】
なお、光受信器２６Ａは表示手段２６３に代えてデータ処理手段２６２による処理結果を保存するデータ保存手段を含むよう構成されてもよい。また、光受信器２６Ａは表示手段２６３および上述のデータ保存手段の両方を含むように構成されてもよい。
【００６０】
親局２Ａは、さらに、制御信号ＳＩＧ３に応じて周波数ｆ１で変化する制御電流Ｉ１を光源２０に注入し、制御信号ＳＩＧ３が重畳された被変調光を光源２０に発生させる駆動回路２８を含む点で親局２と相違する。なお、親局２Ａの他の部分は親局２と同様であるので、以後の説明は繰り返さない。
【００６１】
子局６Ａは、センサ装置１２に代えて、画像を撮影した結果を出力するセンサ装置１２Ａを含む点で図１のセンサ装置１２と異なる。
【００６２】
センサ装置１２Ａは、たとえば携帯電話に用いられるＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラモジュールやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カメラモジュール、あるいはこれらのモジュールの一部分である。センサ装置１２Ａから画素情報が伝送路４に送られ、光受信器２６Ａでは画素情報に基づいて画像データを構成する。
【００６３】
図２においてセンサ装置１２Ａは、撮像回路１２１と信号処理回路１２２とを備える。撮像回路１２１はＣＣＤイメージセンサあるいはＣＭＯＳイメージセンサなどの二次元イメージセンサであり、制御信号ＳＩＧ３を受けて複数の画素素子ごとに画素データを出力する。信号処理回路１２２は制御信号ＳＩＧ３を受け、たとえば撮像回路１２１の画素データ（パラレルデータ）をシリアルデータに変換して出力する。なお、撮像回路１２１および信号処理回路１２２は制御信号ＳＩＧ３を受けて、ズームインやズームアウトなどの処理を行なってもよい。
【００６４】
子局６Ａはさらに、蓄電装置３０と、光分岐器３２と、光電変換手段３４と、フィルタ３６とを備える点で子局６と相違する。なお、子局６Ａの他の部分については子局６と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００６５】
蓄電装置３０は充電時には光電変換手段１０から与えられる電力を蓄積し、放電時にはセンサ装置１２Ａに動作電源電圧Ｖ１を供給する。蓄電装置３０は、具体的にはキャパシタや充電池などが用いられる。なお、蓄電装置３０の充電時間は蓄電装置３０の放電時間よりも長い。たとえば蓄電装置３０がキャパシタであり、キャパシタが１０秒間充電され、１秒間放電する場合には、給電光を変換して得られる電力が微弱であっても、放電時間に得られる電力はキャパシタによる充電がない場合と比較して１０倍になる。よって、センサ装置１２Ａの消費電力が大きい場合（特にセンサ装置１２Ａがカメラモジュールの場合）にも実施の形態２によればセンサ装置１２Ａを動かすことが可能である。
【００６６】
また、蓄電装置３０において充放電が所定の間隔で繰り返された場合、センサ装置１２Ａは間欠的に動作する。この場合、データ処理手段２６２および表示手段２６３は、コマ送りの画像が表示されるよう処理を行なってもよい。
【００６７】
光分岐器３２は方向性光結合器１６から受ける被変調光を２つに分岐して、一方の被変調光を光変調器１４に向けて出力し、他方の被変調光を光電変換手段３４に向けて出力する。
【００６８】
光電変換手段３４は光分岐器３２から受ける被変調光を光電変換する。フィルタ３６は光電変換手段３４から出力される電気信号に含まれる周波数ｆ１の成分のみを通過させることによって、制御信号ＳＩＧ３を通過させる。フィルタ３６は通過させた制御信号ＳＩＧ３をセンサ装置１２Ａに送る。
【００６９】
なお、駆動回路２８は光源１８に制御電流Ｉ１を供給してもよい。
【００７０】
図４は、実施の形態２の変形例の構成を示すブロック図である。
【００７１】
図４を参照して、光給電情報伝送装置１Ｂは、親局２Ａに代えて親局２Ｂを備え、子局６Ａに代えて子局６Ｂを備える点において図３の光給電情報伝送装置１Ａと相違する。光給電情報伝送装置１Ｂの他の部分については光給電情報伝送装置１Ａと同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００７２】
親局２Ｂは駆動回路２８が制御電流Ｉ１を光源１８に注入し、制御信号ＳＩＧ３が重畳された給電光を光源１８に発生させる点で親局２Ａと相違するがその他の部分については親局２Ａと同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００７３】
子局６Ｂは光分岐器３２および光電変換手段３４を含まない点において子局６Ａと相違する。また、子局６Ｂは、フィルタ３６が給電光を変換して得られる電気信号に含まれる制御信号ＳＩＧ３を取り出す点において子局６Ａと相違する。子局６Ｂのその他の部分については子局６Ａと同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００７４】
以上のように実施の形態２によれば、子局に充電回路を備えることによってカメラモジュールのような消費電力の大きなセンサ装置が駆動可能になるとともに、親局側にセンサ装置を制御するための制御信号を給電光あるいは被変調光のいずれかに重畳する駆動回路を備えることによって、センサ装置を遠隔操作することが可能になる。
【００７５】
［実施の形態３］
図５は、実施の形態３の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【００７６】
図５を参照して、光給電情報伝送装置１Ｃは、親局２と、伝送路４Ａと、子局６および子局６と同一構成の子局６．１〜６．ｎとを備える。
【００７７】
伝送路４Ａは、光分岐器５０，５０．１〜５０．ｎと、光ファイバ５２，５２．１〜５２．ｎ，５４，５４．１〜５４．ｎとを含む。
【００７８】
光分岐器５０，５０．１〜５０．ｎは子局６，６．１〜６．ｎの各々に対応して設けられる。光ファイバ５２，５２．１〜５２．ｎは親局２と光分岐器５０，５０．１〜５０．ｎとを直列に接続する。光ファイバ５２，５２．１〜５２．ｎは多重光を子局６，６．１〜６．ｎの各々に与えるとともに、子局６，６．１〜６．ｎからの変調光を親局２に伝達する。光ファイバ５４，５４．１〜５４．ｎは子局６，６．１〜６．ｎと子局６，６．１〜６．ｎの各々に対応する光分岐器５０．１〜５０．ｎとを接続する。
【００７９】
なお、子局６，６．１〜６．ｎの構成は図１の子局６と各々同様であるので以後の説明は繰り返さない。また、子局６に代えて子局６Ａあるいは子局６Ｂが光給電情報伝送装置１Ｃに含まれる場合には子局６．１〜６．ｎの各々の構成は子局６Ａあるいは子局６Ｂと同一である。子局６，６．１〜６．ｎの各々の構成が子局６Ａと同一であれば、光給電情報伝送装置１Ｃは親局２に代えて親局２Ａを備える。また、子局６．１〜６．ｎの各々の構成が子局６Ｂと同一であれば、光給電情報伝送装置１Ｃは親局２に代えて親局２Ｂを備える。
【００８０】
親局は、たとえば多重光の送信時刻と変調光の受信時刻との時間差を利用してどの子局から送られた変調光かを特定する。時間差は、たとえば子局の設置時に予めテストして求められる。
【００８１】
図６は、実施の形態３の変形例を示すブロック図である。
【００８２】
図６を参照して、光給電情報伝送装置１Ｄは、伝送路４Ａに代えて伝送路４Ｂを備える点において光給電情報伝送装置１Ｃと相違するが、その他の部分については光給電情報伝送装置１Ｃと同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００８３】
伝送路４Ｂは、光分岐器６０と、光ファイバ６２と，光ファイバ６４，６４．１〜６４．ｎとを含む。光ファイバ６２は多重光を子局６，６．１〜６．ｎに与えるとともに子局６，６．１〜６．ｎからの変調光を伝達する。光ファイバ６４，６４．１〜６４．ｎは子局６，６．１〜６．ｎにそれぞれ接続される。光分岐器６０は光ファイバ６２と光ファイバ６４，６４．１〜６４．ｎとを結合する。
【００８４】
なお、光給電情報伝送装置１Ｃと同様に、光給電情報伝送装置１Ｄにおいて子局６．１〜６．ｎの構成は子局６の構成と各々同一である。よって、子局６に代えて子局６Ａが光給電情報伝送装置１Ｄに含まれる場合、子局６．１〜６．ｎの各々の構成は子局６Ａの構成と同一であり、光給電情報伝送装置１Ｄは親局２に代えて親局２Ａを備える。同様に、子局６に代えて子局６Ｂが光給電情報伝送装置１Ｄに含まれる場合、子局６．１〜６．ｎの各々の構成は子局６Ｂの構成と同一であり、光給電情報伝送装置１Ｄは親局２に代えて親局２Ｂを備える。
【００８５】
以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１，２に比較してより多くの場所で情報を収集することが可能になるとともに、各子局において変調光を発生するための光源が不要になり、かつ、親局においても子局ごとに光源が備える必要がないので従来の装置よりも消費電力を大幅に低減することが可能になる。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施の形態１の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】一般的な光結合器を用いた場合の問題を説明する図である。
【図３】実施の形態２の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２の変形例の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態３の光給電情報伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態３の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ〜１Ｄ  光給電情報伝送装置、２，２Ａ，２Ｂ  親局、４，４Ａ，４Ｂ  伝送路、６，６Ａ，６Ｂ，６．１〜６．ｎ  子局、８  光分波器、１０，３４  光電変換手段、１２，１２Ａ  センサ装置、１４  光変調器、１６  方向性光結合器、１６Ａ  光結合器、１８，２０  光源、２２  光合波器、２４  光サーキュレータ、２６，２６Ａ  光受信器、２８  駆動回路、３０  蓄電装置、３２，５０，５０．１〜５０．ｎ，６０  光分岐器、３６  フィルタ、５２，５２．１〜５２．ｎ，５４，５４．１〜５４．ｎ，６２，６４，６４．１〜６４．ｎ，ＦＢ１，ＦＢ２  光ファイバ、１２１  撮像回路、１２２  信号処理回路、２６１  光電変換手段、２６２  データ処理手段、２６３  表示手段、Ｌ１  被変調光、Ｌ２  変調光。
【図１】
2006165651.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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