(57)【要約】【課題】変調された光信号の所定の経路から漏れた光信号を、電力として活用することが可能な補助電源装置の提供を目的とする。【解決手段】変調された光信号の所定の経路から漏れた光信号を、光信号の所定の経路の近傍に配置された、光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、例えば、負荷に合わせて電圧を平滑化する、変換回路とを用いて、有用な電気エネルギーに変換して、補助電源とする。【選択図】図４
2013106290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調された光信号の経路を有する所定の装置内に配設される補助電源装置であって、
前記光信号の経路の近傍に配置され、前記光信号の経路から漏れた漏れ光を受けて電気信号に変換する光電変換素子と、
前記光電変換素子から出力される電気信号を所定の負荷に印加するための電気エネルギーに変換する変換回路と、
を備える補助電源装置。
【請求項２】
前記変換回路は、
入力される電気信号の電圧を平滑化する回路を備えることを特徴とする、
請求項１に記載の補助電源装置。
【請求項３】
前記変換回路は、
前記光電変換素子と並列に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサの出力電圧を受けて一定の電圧を出力する定電圧素子と、
を備える請求項１に記載の補助電源装置。
【請求項４】
前記変換回路は、
前記光電変換素子と並列に接続されたコンデンサのみ
からなる請求項１に記載の補助電源装置。
【請求項５】
前記変換回路を備えず、
前記光電変換素子から出力される電気信号を所定の負荷に直接印加することを特徴とする、
請求項１に記載の補助電源装置。
【請求項６】
前記所定の装置は、テレビジョン受信機であり、
前記変調された光信号は、映像信号である、
請求項１〜５のいずれかに記載の補助電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は補助電源装置に関し、特に光信号と光電変換素子を用いて補助電源をつくる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光電変換素子を用いて光エネルギーを電力に変換して電源とする装置は、例えば太陽光発電システムなどで広く使用されている。特許文献１には、充放電の管理が可能な太陽光発電システムについて記載されている。また、特許文献２には、複数の太陽光パネルを組み合わせた太陽光発電システムについて記載されている。
【０００３】
一方、従来テレビジョン受信機に使用する電気回路の電源は、商用電源を交流から直流に変換して作られていた。光映像信号を用いたテレビジョン受信機において、光光源や変調された光信号を用いる場合、光信号の伝達の過程において、所定の経路から漏れる漏れ光と呼ばれる光信号が存在する。本明細書において、漏れ光とは、意図せずに所定の経路から漏れた光信号、または、意図的に所定の経路から外した光信号の両方を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−８６８２９号公報
【特許文献２】特開昭５６−１２４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の、光光源や光信号を用いたテレビジョン受信機においては、漏れ光は熱に変わってエネルギーの損失となり、有効に電力活用がされないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、漏れ光のエネルギーを電力として有効に活用することを可能にした、補助電源装置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】
本発明に係わる補助電源装置は、変調された光信号の経路を有する所定の装置内に配設される補助電源装置であって、光信号の経路の近傍に配置され、光信号の経路から漏れた漏れ光を受けて電気信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子から出力される電気信号を所定の負荷に印加するための電気エネルギー（供給電源）に変換する変換回路とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、漏れ光を光電変換素子で受けることにより電気信号に変換し、さらに所定の負荷に印加するための電気エネルギーに変換する。このため、漏れ光を電力として有効に活用することができ、消費電力を削減する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る光信号の経路を説明する図である。
【図２】地上での平均的な太陽光スペクトルを示す図である。
【図３】変調された光信号の波形を示す図である。
【図４】実施の形態１に係わる補助電源層装置の回路図である。
【図５】光電変換素子の出力特性を説明する図である。
【図６】本発明の変換回路から出力される電気信号を示す図である。
【図７】実施の形態２に係わる補助電源装置の回路図である。
【図８】実施の形態３に係わる補助電源装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
＜構成＞
本実施の形態では、例えば、補助電源装置が配設される所定の装置としてテレビジョン受信機を考える。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態１に係わる、テレビジョン受信機における光信号の伝達を模式化したものである。光信号１２０は映像情報を伝達するために変調されたデジタル信号またはアナログ信号であり、主に赤、青、緑の光線から構成される。図２に地上での平均的な太陽光のスペクトルの図を示す。光信号を構成する青、緑、赤の光線の波長は、太陽光に含まれる青色の光線の波長３０、緑色の光線の波長４０、赤色の光線の波長５０とほぼ同じである。
【００１２】
光信号１２０は、外光から遮断された空間１３０内に設けられた経路１４０を通過する。光映像信号は、外光による影響を受けないようにするために、外光から遮断された空間を伝達することが多い。
【００１３】
この際、経路１４０外に漏れだす漏れ光１１０が数パーセント存在する。漏れ光１１０には、光信号１２０と同じく変調がかかっている。この漏れ光１１０を受け止める位置に、光信号を電気信号に変換する光電変換素子１００が配置される。
【００１４】
ここで、経路１４０として、例えば、背面投射型テレビジョンにおける、光源からの光を変調した光信号をスクリーンに投射する際に、光源を出てからスクリーンに至るまでの光信号が通過する経路などが考えられる。また、背面投射型テレビジョンのみならず、フロント投射型テレビジョンも含んだプロジェクションテレビジョン全般に適用できる。光電変換素子１００としては、一般的なフォトダイオード等を用いればよい。
【００１５】
図３に光信号１２０の例を示す。図３（ａ）はデジタル光信号１０の時間変化であり、図３（ｂ）はアナログ光信号２０の時間変化である。漏れ光１１０の信号波形は光信号１２０の信号波形と同じ波形となる。
【００１６】
図４に、本実施の形態における補助電源装置の回路図を示す。等価回路２００は、光電変換素子１００の等価回路である。等価回路２００の出力（即ち、光電変換素子１００の出力）が変換回路３００に入力され、変換回路３００の出力電圧が電気負荷部４００に印加される。
【００１７】
等価回路２００は、電流源２００ｄとダイオード２００ｃを並列接続した回路に、並列抵抗２００ｂを並列に、直列抵抗２００ａを直列にそれぞれ接続した回路で表現される。
【００１８】
変換回路３００は、第１端子部３００ｃに並列に接続されたコンデンサ３００ａと、コンデンサ３００ａに並列に接続されたツェナーダイオード３００ｂとで構成される。なお、ツェナーダイオード３００ｂの代わりに、レギュレータＩＣなどを用いてもよい。
【００１９】
第２端子部３００ｄは電気負荷部４００に接続される。ここで、電気負荷部４００は、例えば、テレビジョン受信機内部に存在する電気負荷である。
【００２０】
＜動作＞
次に、本実施の形態に係わる補助電源装置の動作について説明する。まず、光電変換素子１００の動作について説明する。漏れ光１１０が光電変換素子１００に入射すると、図５の出力特性を持つ光電変換素子１００は漏れ光１１０を電気信号に変換する。すなわち、等価回路２００の電流源２００ｄには、入力される光信号（即ち漏れ光１１０）の強度に応じて電流が流れるので、第１端子部３００ｃには、漏れ光１１０の光信号波形と同様の波形の電圧が印加される。
【００２１】
図３に示した光信号が光電変換素子１００に入力された場合の、光電変換素子１００の出力電圧（第１端子部３００ｃに印加される電圧）を図６に示す。図６（ａ）において、第１電圧波形４００ａは、デジタル光信号１０を受光した場合に第１端子部３００ｃに印加される電圧である。図６（ｂ）において、第４電圧波形５００ａはアナログ光信号２０を受光した場合に第１端子部３００ｃに印加される電圧である。
【００２２】
次に、変換回路３００の動作について、図４と図６を用いて説明する。第１端子部３００ｃに、変調がかかった電圧信号が印加されると、コンデンサ３００ａによって電圧信号の波形が粗く平滑化される。
【００２３】
図６にコンデンサ３００ａの出力電圧を示す。図６（ａ）において、第２電圧波形４００ｂは、第１電圧波形４００ａ（デジタル）が入力された場合のコンデンサ３００ａの出力電圧である。また、図６（ｂ）において、第５電圧波形５００ｂは、第４電圧波形５００ａ（アナログ）が入力された場合のコンデンサ３００ａの出力電圧である。図６から、コンデンサ３００ａによって、光電変換素子１００から出力される電気信号が粗く平滑化されていることがわかる。
【００２４】
コンデンサ３００ａの出力を受けて、ツェナーダイオード３００ｂは、電圧信号のさらなる平滑化を行う。この電圧が第２端子部３００ｄから出力され、電気負荷部４００に印加される。
【００２５】
図６（ａ）において、第３電圧波形４００ｃは、第２電圧波形４００ｂがツェナーダイオード３００ｂに入力された場合の第２端子部３００ｄにおける電圧である。また、図６（ｂ）において、第６電圧波形５００ｃは、第５電圧波形５００ｂがツェナーダイオード３００ｂに入力された場合の第２端子部３００ｄにおける電圧である。このように、ツェナーダイオード３００ｂによって、コンデンサ３００ａの出力電圧がより平滑化されていることがわかる。
【００２６】
そして、第２端子部３００ｄの電圧が電気負荷部４００に印加され、補助電源として所定の装置に供される。
【００２７】
＜効果＞
本実施の形態の補助電源装置は、変調された光信号の経路を有する所定の装置内に配設される補助電源装置である。そして、光信号の経路１４０の近傍に配置され、経路１４０から漏れた漏れ光１１０を受けて電気信号に変換する光電変換素子１００と、光電変換素子１００から出力される電気信号を電気負荷部４００に印加するための電気エネルギーに変換する変換回路３００とを備えて構成されている。従って、漏れ光１１０としてエネルギー損失になっていた光信号を、光電変換素子１００で受けることにより電気信号に変換し、さらに変換回路３００を用いて電気負荷部４００を駆動するための電気エネルギーに変換することにより、電気負荷部４００を駆動することが可能となるので、消費電力を削減する効果がある。
【００２８】
また、本実施の形態の補助電源装置に備わる変換回路３００は、入力される電気信号の電圧を平滑化する回路を備えることを特徴とする。従って、電気負荷部４００には、一定の電圧が印加されることから、安定して電気負荷部４００を駆動できるので、動作の信頼性が向上する効果がある。
【００２９】
また、本実施の形態の補助電源装置に備わる変換回路３００は、光電変換素子１００と並列に接続されたコンデンサ３００ａと、コンデンサ３００ａの出力電圧を受けて一定の電圧を出力する定電圧素子とを備えて構成される。従って、比較的簡素な回路で変換回路３００が構成されるので、小型化および製造コスト削減の効果が期待できる。
【００３０】
また、本実施の形態の補助電源装置が配設される装置は、テレビジョン受信機であり、変調された光信号は映像信号である。テレビジョン受信機において伝播される光映像信号は、変調されているのが普通であるので、本実施の形態の補助電源装置は、テレビジョン受信機において高い汎用性が期待される。
【００３１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１において、粗く平滑化された電圧で動作可能である電気負荷部４００であれば、変換回路３００はコンデンサ３００ａのみによって構成されていてもよい。
【００３２】
図７は本発明の実施の形態２に係わる補助電源装置の回路図である。図７において、変換回路３００は、第１端子部３００ｃに並列に接続されたコンデンサ３００ａのみで構成される。その他の構成は実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００３３】
本実施の形態において、コンデンサ３００ａの出力が電気負荷部４００に直接印加される。よって、変換回路３００の出力（即ち第２端子部３００ｄの電圧）は、図６（ａ）における第２電圧波形４００ｂ、または、図６（ｂ）における第５電圧波形５００ｂとなる。
【００３４】
本実施の形態の補助電源装置によれば、変換回路３００は、光電変換素子１００と並列に接続されたコンデンサ３００ａのみから構成される。従って、補助電源装置の小型化および製造コスト低減の効果が期待できる。
【００３５】
＜実施の形態３＞
本発明の別の実施の形態として、変換回路３００を備えない実施の形態を図８に示す。本実施の形態の構成は、変換回路３００を備えないことを除いて実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態では、光電変換素子１００の出力電圧が、電気負荷部４００に直接印加される。光電変換素子１００の出力電圧の波形は変調された光信号の波形と同様であるので、電気負荷部４００には、変調がかかった電圧が印加される。即ち、電気負荷部４００に印加される電圧は、図６（ａ）における第１電圧波形４００ａ、または、図６（ｂ）における第４電圧波形５００ａとなる。
【００３７】
従って、本実施の形態における電気負荷部４００は、変調がかかった電圧で動作が可能な電気負荷に限定される。
【００３８】
本実施の形態の補助電源装置は、変換回路３００を備えず、光電変換素子１００から出力される電気信号を電気負荷部４００に直接印加することを特徴とする。従って、変換回路３００を備えない分だけ、小型化および製造コストの削減が可能である。
【００３９】
なお、本発明の補助電源装置が配設される所定の装置としてテレビジョン受信機について説明したが、本発明は上述したテレビジョン受信機以外の装置でも利用することができる。
【００４０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  デジタル光信号、２０  アナログ光信号、３０  青色の光線の波長、４０  緑色の光線の波長、５０  赤色の光線の波長、１００  光電変換素子、１１０  漏れ光、１２０  光信号、１３０  外光から遮断された空間、１４０  経路、２００  等価回路、２００ａ  直列抵抗、２００ｂ  並列抵抗、２００ｃ  ダイオード、２００ｄ  電流源、３００  変換回路、３００ａ  コンデンサ、３００ｂ  ツェナーダイオード、３００ｃ  第１端子部、３００ｄ  第２端子部、４００  電気負荷部、４００ａ  第１電圧波形、４００ｂ  第２電圧波形、４００ｃ  第３電圧波形、５００ａ  第４電圧波形、５００ｂ  第５電圧波形、５００ｃ  第６電圧波形。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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