(57)【要約】【課題】  無停電電源供給装置を使用せずに、停電から長時間が経過しても光信号の受信が可能で小型の光受信機を提供する。【解決手段】  光電変換部８が電源供給状態において、光信号を電気信号に変換する。無電源光電変換部１４が電源非供給状態において、光信号を電気信号に変換する。光信号切換スイッチ４が、電源供給状態において光信号を光電変換部８に供給し、停電状態において光信号を無電源光電変換部１４に供給する。【選択図】        図１
2008078988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給状態において、光信号を電気信号に変換する受光手段と、
電源非供給状態において、光信号を電気信号に変換する無電源受光手段と、
前記電源供給状態において前記光信号を前記受光手段に供給し、前記電源非供給状態において前記光信号を前記無電源受光手段に供給する光信号切換手段とを、
具備する光受信機。
【請求項２】
電源供給状態において、光信号を電気信号に変換する受光手段と、
電源非供給状態において、光信号を電気信号に変換する無電源受光手段と、
前記電源供給状態において、前記受光手段の前記電気信号を選択して出力し、前記電源非供給状態において、前記無電源受光手段の前記電気信号を選択して出力する選択手段とを、
具備する光受信機。
【請求項３】
バイアス状態でも無バイアス状態でも光信号が供給されると、前記光信号を電気信号に変換する受光素子と、
電源供給時に前記受光手段にバイアスを供給するバイアス手段と、
前記電源供給時に、前記受光手段からの電気信号を増幅する増幅手段と、
前記電源供給時に前記増幅手段の出力信号を選択し、電源非供給時に前記受光手段の電気信号を選択する選択手段とを、
具備する光受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ネットワークを介して伝送される光信号を、このネットワークの端末において電気信号に変換して出力する光受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
光受信機は、例えば光ネットワークを利用した共同受信システムに使用されることがある。このような共同受信システムでは、停電時にも緊急告知等を光受信機で受信できる必要がある。そのための対策が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、受光素子であるフォトダイオードのアノードが電流増倍トランスを介して接地されている。フォトダイオードのカソードが、３つの抵抗器の直列回路を介して正の電源端子に接続されている。この直列回路中に逆流阻止ダイオードがそのカソードをフォトダイオード側としてアノードを正の電源端子側として接続され、この逆流阻止ダイオードのカソードと接地電位点との間に大容量のコンデンサが接続されている。電源端子に正の電圧が供給されて、フォトダイオードが動作しているとき、同時に大容量コンデンサにも充電が行われる。停電により電源端子に正の電圧が供給されなくなると、大容量コンデンサが放電してフォトダイオードを動作させる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７４２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この光受信機では、大容量コンデンサが無停電電源装置として機能するので、停電時にもフォトダイオードを動作させることができる。しかし、停電開始時からのフォトダイオードの動作時間は、大容量コンデンサの容量によって決まる。従って、停電開始時からかなりの時間が経過した後でも、フォトダイオードを動作させる必要がある場合には、大容量コンデンサの容量をかなり大きくしなければならない。容量が大きい大容量コンデンサは大型となり、このような大容量コンデンサを使用している光受信機自体もかなり大型となる。
【０００６】
本発明は、無停電電源供給装置を使用しなくても、電源供給が停止されてからかなり時間が経過しても光信号の受信が可能として小型化を図った光受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の光受信機は、受光手段と無電源受光手段とを有している。受光手段は、電源供給状態において、光信号を電気信号に変換する。無電源受光手段は、電源非供給状態において、光信号を電気信号に変換する。受光手段と無電源受光手段は、例えばフォトダイオードを共に使用することができる。但し、受光手段として使用する場合にはフォトダイオードは逆バイアス供給状態とされ、無電源受光手段として使用する場合には無バイアス状態とされ、その上にフォトダイオードの両端間に負荷が接続される。光信号切換手段が、電源供給状態において前記光信号を前記受光手段に供給し、前記電源非供給状態において前記光信号を前記無電源受光手段に供給する。光信号切換手段は、機械的に切換が行われるものにすることが望ましい。
【０００８】
本発明の他の態様では、上記態様と同様に、受光手段と無電源受光手段とが設けられている。これらには、光信号が常に供給され、それぞれが電気信号を常に発生している。更に、選択手段が、電源供給状態において、受光手段の前記電気信号を選択して出力し、電源非供給状態において、無電源受光手段の前記電気信号を選択して出力する。
【０００９】
上記２つの態様では、受光手段と無電源受光手段とが設けられているので、電源供給時には受光手段からの電気信号が出力され、電源非供給時には無電源受光手段からの電気信号が出力される。従って、電源供給が停止されてからかなり時間が経過しても光信号の受信が可能であり、しかも無停電電源装置の設置が不要であり、光受信機を小型化することができる。さらに、先の態様では、光信号切換手段によって電源供給時には無電源受光手段には光信号を供給しないように構成しているので、電源非供給時には無電源受光手段の電気信号は発生せず、これと受光素子の電気信号とが混合されることがなく、受光手段の電気信号の特性に無電源受光手段の電気信号が悪影響を与えることがない。後の態様では、電源供給時に無電源受光手段からも電気信号が発生する可能性がある。しかし、選択手段によって、受光手段の電気信号のみが選択されるので、受光手段と無電源受光手段との電気信号が混合することはなく、受光手段の電気信号に無電源受光手段の電気信号が悪影響を与えることはない。
【００１０】
本発明の他の態様の光受信機は、受光手段を有している。この受光手段は、バイアス状態でも無バイアス状態でも光信号が供給されると、光信号を電気信号に変換する。受光手段は、例えば光信号を受けると、電流が流れる二極素子、例えばフォトダイオードを使用することができ、その一極と基準電位点との間に負荷が接続されたものを使用することができる。負荷としては、例えば高周波トランスや高周波用のインダクタや抵抗器を使用することができる。電源供給時に、バイアス供給手段が、この受光手段にバイアスを供給する。例えば、上記二極素子の他端にバイアスが供給される。電源供給時に、受光手段からの電気信号を増幅手段が増幅する。選択手段が、電源供給時に増幅手段の出力信号を選択し、電源非供給時に受光手段の電気信号を選択する。
【００１１】
この態様の光受信機では、電源供給時には、受光手段にバイアス供給手段によってバイアスが供給され、受光手段はバイアス状態で動作し、受光手段が発生した電気信号は、増幅手段によって増幅され、選択手段によって選択されて、出力される。また、電源非供給時には、無バイアス状態で受光手段が電気信号を発生し、この電気信号が選択手段によって選択されて出力される。この光受信機でも、電源非供給時には受光手段からの電気信号がいつでも出力される。しかも無停電電源装置が不要であるので、この光受信機を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、無停電電源供給装置を使用しなくても、電源供給が停止されているときでも、光信号を変換した電気信号を得ることができ、しかも、電源が非供給になってからかなり時間が経過しても光信号を電気信号に変換することができる。しかも、無停電電源装置を全く使用していないので、光受信機を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態の光受信機は、光共同受信システムにおける光伝送路の端末、例えば各家庭に設けられる光加入者端末装置に設けられている。この光受信機は、光伝送路、例えば光ファイバ２に接続された光信号切換手段、例えば光スイッチ４を有している。光スイッチ４は、光ファイバ２によって伝送されてきた光信号を、２つの光経路６ａ、６ｂのいずれか一方に供給するものである。この光スイッチ４は機械的に切換可能なもので、この光受信機に通電が行われているときには光経路６ａ側に光信号を供給するが、この光受信機への通電が例えば停電によって絶たれたときには、光経路６ｂ側に切り換えられる。
【００１４】
光経路６ａには、受光手段、例えば光電変換部８が設置され、光経路６ａを介して供給された光信号を電気信号、例えば高周波信号に変換する。光信号は、テレビジョン信号、例えば地上波テレビジョン放送信号、衛星放送中間周波信号、衛星通信中間周波信号や共同受信用自主放送信号等の高周波信号を光信号に変換したもので、光電変換部８によって元のテレビジョン信号に変換される。この光電変換部８は、受光素子、例えばフォトダイオード（図示せず）を含む公知の構成のもので、フォトダイオードには逆バイアス電圧がバイアス端子８ａから供給されている。この光電変換部８から出力されたテレビジョン信号は、高周波増幅器１０で増幅され、合成手段、例えば合成器１２に供給される。
【００１５】
例えば停電時に光切換スイッチ４によって光経路６ｂに供給された光信号は、無電源受光手段、例えば無電源光電変換部１４によって高周波信号に変換される。無電源光電変換部１４は、例えば図２に示すように構成されている。この無電源光電変換部１４は、受光素子、例えばフォトダイオード１６を有している。フォトダイオード１６は、光信号を受光し、その光量に応じた電圧をその両端のアノード−カソード間に発生する。
【００１６】
フォトダイオード１６のアノードとカソードとは、負荷、例えば変成器、具体的には高周波トランス１８の一次巻線１８ｐ間に接続されている。一次巻線１８ｐは中間タップ１８ｔを有するもので、中間タップ１８ｔは基準電位、例えば接地電位に接続されている。フォトダイオード１６のアノードは、高周波阻止コイル２０を介して接地電位に接続されている。これによってアノードは、高周波的には接地されていない。
【００１７】
高周波トランス１８の二次巻線１８ｓの一端は接地され、他端はコンデンサ２２を介して図１に示す合成器１２に接続されている。
【００１８】
この無電源光電変換部１４では、フォトダイオード１６には、バイアスが供給されてなく、無バイアス状態で使用されている。従って、無電源光電変換部１４は、停電状態でも光信号をテレビジョン信号に変換することができる。
【００１９】
このように構成された無電源光電変換部１４では、フォトダイオード１６が光信号を受光すると、その受光レベルに応じてフォトダイオード１６のアノード側を正、カソード側を負とする電圧が発生し、この電圧に基づいて高周波トランス１８の一次巻線１８ｐに電流が流れ、二次巻線１８ｓにテレビジョン信号が誘起され、これがコンデンサ２２を介して合成器１２に供給される。合成器１２の出力信号は、出力端子２４を介して後続の信号処理回路（図示せず）に供給され、復調されて、テレビジョン受信機（図示せず）に供給される。
【００２０】
このように構成された光受信機では、電源が供給されている状態では、光ファイバを伝送された光信号は、光切換スイッチ４によって光経路６ａに供給されている。光経路６ａの光信号は、光電変換部８に供給され、ここでテレビジョン信号に変換される。このテレビジョン信号は、増幅器１０で増幅された後、合成器１２を経て出力端子２４に供給され、ここから処理回路に供給され、この処理回路で処理され、テレビジョン受信機に供給される。このとき、光経路６ｂには光信号は供給されていないので、無電源光電変換部１４は、テレビジョン信号を発生して無く、光電変換部８、増幅器１０からのテレビジョン信号と合成器１２において合成されることはなく、光電変換部８、増幅器１０からのテレビジョン信号と干渉することはない。
【００２１】
一方、停電等によって電源が供給されていない状態では、光ファイバを伝送された光信号は、光切換スイッチ４によって光経路６ｂに供給されている。光経路６ｂの光信号は、無電源光電変換部１４に供給され、電源が供給されていない状態でもテレビジョン信号に変換され、合成器１２、出力端子２４を経て処理回路に供給され、ここで処理されて、テレビジョン受信機に供給される。従って、停電時に緊急放送が地上波テレビジョン放送、衛星放送、衛星通信または自主放送で行われても、その放送内容を視聴することができる。しかも、フォトダイオード２６に発生する電圧は、フォトダイオード２６に入力される光変調信号のレベルが大きくなればなるほど、二次巻線３６ｓから出力されるレベルが大きくなる。従って、光変調信号の入力レベルが高くなっても、処理回路に供給するテレビジョン信号を大きくすることができ、最大光入力レベルが規定できる場合に有効で、通常使用される光入力レベル０ｄＢｍ以下では問題なく使用することができる。また、停電しているので、光電変換部８からテレビジョン信号は発生せず、たとえ発生していたとしても増幅器１０が動作していないので、合成器１２には光電変換部８、増幅器１０からのテレビジョン信号は供給されず、無電源光電変換部１４からのテレビジョン信号と合成器１２で干渉することはない。
【００２２】
このように、この光受信機では、電源供給が停止されているときには、光電変換部８及び増幅器１０は動作していないが、無停電光電変換部１４が継続して動作しており、光信号をテレビジョン信号に変換することができる。従って、無停電電源供給装置を使用しなくても、電源供給が停止されているときに、光信号を変換したテレビジョン信号を得ることができ、しかも、停電になってからかなり時間が経過しても光信号をテレビジョン信号に変換することができる。その上、無停電電源装置を全く使用していないので、光受信機を小型化することができる。
【００２３】
本発明の第２の実施の形態の光受信機は、図３に示すように電源供給時でも、電源非供給時でも、同じ受光素子、例えばフォトダイオード２６を使用するものである。
【００２４】
フォトダイオード２６のカソードは、バイアス手段、例えばバイアス回路２８に接続されている。バイアス回路２８は、正の直流電圧が供給されるバイアス電源端子３０と基準電位、例えば接地電位との間に直列に接続された２つの抵抗器３２、３４からなり、これら抵抗器３２、３４の接続点にフォトダイオード２６のカソードが接続されている。
【００２５】
フォトダイオード２６のアノードは、負荷、例えば高周波トランス３６の１次巻線３６ｐと抵抗器３８との直列回路を介して接地されている。これによってフォトダイオード２６のアノードは直流的には接地電位に接続されているが、高周波的には接地電位に接続されていない。
【００２６】
この直列回路の両端間に発生したテレビジョン信号が、コンデンサ４０を介して増幅手段、例えば２段の高周波増幅器４２ａ、４２ｂで増幅され、選択手段、例えば切換スイッチ４４の接点４４ａに供給されている。また、高周波トランス３６の２次巻線３６ｓに誘起されたテレビジョン信号が切換スイッチ４４の接点４４ｂに供給されている。これら接点４４ａ、４４ｂのいずれか一方に接触子４４ｃが接触する。高周波増幅器４２ａ、４２ｂは、この光受信機に電源が供給されているとき、図示しない電源部から動作電源が供給され、動作している。従って、停電等によって、この光受信機に電源が供給されていないとき、高周波増幅器４２ａ、４２ｂは動作しない。
【００２７】
切換スイッチ４４は、例えばリレーによって構成され、この光受信機に電源が供給されているとき、図示していないリレーの駆動コイルに通電が行われ、接触子４４ｃが接点４４ａに接触し、停電等により光受信機に電源供給が行われず、リレーの駆動コイルに通電が行われていないとき、接触子４４ｃが接点４４ｂに接触するように構成されている。この接触子４４ｃは出力端子４６に接続され、出力端子４６は第１の実施形態の出力端子２４と同様に処理回路に接続され、その処理回路の出力はテレビジョン受信機に供給されている。
【００２８】
従って、光受信機に電源が供給されているときには、フォトダイオード２６にはバイアス回路２８によって逆バイアスが供給され、光信号をフォトダイオード２６が受光したことによって高周波トランス３６の１次コイル３６ｐ及び抵抗器３８間にテレビジョン信号が発生し、これがコンデンサ４０を介して増幅器４２ａ、４２ｂで増幅される。このとき、切換スイッチ４４の接触子４４ｃが接点４４ａに接触しているので、増幅器４４ａ、４４ｂで増幅されたテレビジョン信号が切換スイッチ４４を介して出力端子４６に供給される。
【００２９】
一方、光受信機に電源が供給されていない停電状態では、フォトダイオード２６のカソードは抵抗器３４を介して接地電位に接続され、アノードは、高周波トランス３６の１次コイル３６ｐ及び抵抗器３８を介して接地電位に接続され、フォトダイオード２６は無バイアス状態になる。この状態で、光信号をフォトダイオード２６が受けると、カソード側が正で、アノード側が負の電圧が発生し、これによって流れた電流によって高周波トランス３６の２次コイル３６ｓにテレビジョン信号が誘起される。このとき、切換スイッチ４４の接触子４４ｃは接点４４ｂに接触し、テレビジョン信号が切換スイッチ４４を介して出力端子４６に供給される。
【００３０】
この実施形態の光受信機においても、電源供給が停止されているときでも、フォトダイオード２６は無バイアス状態で、光信号をテレビジョン信号に変換することができる。従って、無停電電源供給装置を使用しなくても、電源供給が停止されているときに、光信号を変換したテレビジョン信号を得ることができ、しかも、停電になってからかなり時間が経過しても光信号をテレビジョン信号に変換することができる。また、無停電電源装置を全く使用していないので、光受信機を小型化することができる。しかも、１台のフォトダイオード２６を電源供給時にも停電時にも共通に使用することができ、部品を節約することができ、コストの低減を図ることができる。
【００３１】
本発明の第３の実施形態を図４に示す。この実施形態では、フォトダイオード２６のアノードに負荷として抵抗器５０が接続されている。負荷として抵抗器５０を使用して、高周波トランス３６を使用していないので、より安価に構成することができる。また、この抵抗器５０とフォトダイオード２６のアノードとの接続点は、切換手段、例えば切換スイッチ５２の接触子５２ｃに接続されている。接触子５２ｃが接触可能な接点５２aは、コンデンサ４０を介して高周波増幅器４２aに接続されている。接触子５２ｃが接触可能な接点５２ｂは、切換スイッチ４４の接点４４ｂに接続されている。この切換スイッチ５２は、切換スイッチ４４と連動しており、切換スイッチ４４の接触子４４ｃが接点４４aに接触しているとき、切換スイッチ５２の接触子５２ｃは接点５２aに接触する。同様に、切換スイッチ４４の接触子４４ｃが接点４４ｂに接触しているとき、切換スイッチ５２の接触子５２ｃは接点５２ｂに接触する。他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【００３２】
従って、電源供給が停止されていない通電状態では、フォトダイオード２６にはバイアス回路２８によって逆バイアスが供給され、光信号をフォトダイオード２６が受光したことによって抵抗器５０の両端間にテレビジョン信号が発生し、これが切換スイッチ５２、コンデンサ４０を介して増幅器４２ａ、４２ｂで増幅され、切換スイッチ４４を介して出力端子４６に供給される。一方、光受信機に電源が供給されていない停電状態では、フォトダイオード２６のカソードは抵抗器３４を介して接地電位に接続され、アノードは、抵抗器５０を介して接地電位に接続され、フォトダイオード２６は無バイアス状態になる。この状態で、光信号をフォトダイオード２６が受けると、カソード側が正で、アノード側が負の電圧が発生し、これによって流れた電流によって抵抗器５０の両端間にテレビジョン信号が発生する。このとき、切換スイッチ４４、５２の接触子４４ｃ、５２ｃは接点４４ｂ、５２ｂに接触し、テレビジョン信号が切換スイッチ５２、４４を介して出力端子４６に供給される。
【００３３】
本発明の第４の実施形態を図５に示す。この実施形態では、フォトダイオード２６のカソードが切換手段、例えば切換スイッチ５４の接触子５４ｃに接続されている。接触子５４ｃは、バイアス回路２８の抵抗器３２、３４の接続点に接続されている接点５４ａに接触可能であり、また接地されている接点５４ｂに接触可能である。切換スイッチ５４は、切換スイッチ４４、５２と連動しており、切換スイッチ４４、５２の接触子４４ｃ、５２ｃが接点４４ａ、５２ａに接触しているとき、切換スイッチ５４の接触子５４ｃは接点５４aに接触する。同様に、切換スイッチ４４、５２の接触子４４ｃ、５２ｃが接点４４ｂ、５２ｂに接触しているとき、切換スイッチ５４の接触子５４ｃは接点５４ｂに接触する。他の構成は、第３の実施形態と同様である。
【００３４】
従って、電源供給が停止されていない通電状態では、フォトダイオード２６には切換スイッチ５４を介してバイアス回路２８によって逆バイアスが供給され、光信号をフォトダイオード２６が受光したことによって抵抗器５０の両端間にテレビジョン信号が発生し、これが切換スイッチ５２、コンデンサ４０を介して増幅器４２ａ、４２ｂで増幅され、切換スイッチ４４を介して出力端子４６に供給される。一方、光受信機に電源が供給されていない停電状態では、フォトダイオード２６のカソードは切換スイッチ５４を介して接地電位に接続され、アノードは、抵抗器５０を介して接地電位に接続され、フォトダイオード２６は無バイアス状態になる。この状態で、光信号をフォトダイオード２６が受けると、カソード側が正で、アノード側が負の電圧が発生し、これによって流れた電流によって抵抗器５０の両端間にテレビジョン信号が発生する。このとき、切換スイッチ４４、５２の接触子４４ｃ、５２ｃは接点４４ｂ、５２ｂに接触し、テレビジョン信号が切換スイッチ５２、４４を介して出力端子４６に供給される。
【００３５】
上記の４つの実施形態では、本発明の光受信機を光共同受信システムの加入者端末装置に実施したが、これに限ったものではなく、例えばＦＴＴＨのネットワークの端末装置の光受信機として使用することもできる。第１の実施形態の無電源光電変換部１４では、フォトダイオード１６の両端間に高周波トランスの１次巻線を接続したが、これに代えて、例えば直列に接続された２つの抵抗器を使用することができる。この場合、抵抗器の相互接続点を接地電位に接続し、フォトダイオード１６のカソード側からかアノード側から、テレビジョン信号を出力として取り出す。第１の実施の形態では、光切換スイッチ４によって光電変換部８と無電源光電変換部１４に供給する光信号を切り換えたが、光電変換部８及び無電源光電変換部１４に光信号を常に供給し、合成器１２に代えて、電源供給時には増幅器１０の出力信号を選択し、停電時には無電源光電変換部１４の出力信号を選択する切換スイッチを設けることもできる。また、第３及び第４の実施形態では、フォトダイオード２６の負荷として抵抗器５０を利用したが、これに代えて、タップ付きの高周波コイルを設け、このタップから出力を取り出して、切換スイッチ５２の接触子５２ｃに供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態の光受信機のブロック図である。
【図２】図１の光受信機の無電源光電変換部の回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の光受信機の回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の光受信機の回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の光受信機の回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
２  光ファイバ
４  光切換スイッチ（光信号切換手段）
８  光電変換部（受光手段）
１４  無電源光電変換部（無電源受光手段）
【図１】
2008078988.tif 000003
【図２】
2008078988.tif 000004
【図３】
2008078988.tif 000005
【図４】
2008078988.tif 000006
【図５】
2008078988.tif 000007